Question

3. Сколько тепла надо отнять от 4 кг стоградусного водяного пара, чтобы получить лед с температурой 0°С?

Answer 1

1) тепло от конденсации

2) тепло от остывания воды от 100 до 0°С

3) тепло от кристаллизации

Q=Lm + c*m*Δt + λm=

m(L + c*Δt + λ)=

4*(2,3*10⁶ + 4200 * 100 + 34*10⁴)=

4(230*10⁴ + 42*10⁴ + 34*10⁴)=

4*10⁴*(230 + 42 + 34)=1224*10⁴=12,24*10⁶Дж=12,24 МДж - ответ.

Answer 2

Для решения этой задачи нужно учесть тепловой обмен при конденсации пара и охлаждении получившейся жидкости до 0°C. Для этого мы используем удельную теплоту парообразования и удельную теплоемкость воды.

1. Сначала вычислим количество тепла, которое нужно, чтобы конденсировать водяной пар. Удельная теплота парообразования воды при 100°C составляет около 2260 кДж/кг.

   Количество тепла для конденсации пара = удельная теплота парообразования × масса пара Количество тепла для конденсации пара = 2260 кДж/кг × 4 кг = 9040 кДж

2. Затем мы должны учесть теплоемкость воды при охлаждении ее до 0°C. Удельная теплоемкость воды при постоянном давлении составляет около 4.18 кДж/(кг·°C).

   Количество тепла для охлаждения воды до 0°C = удельная теплоемкость × масса воды × изменение температуры Количество тепла для охлаждения воды до 0°C = 4.18 кДж/(кг·°C) × 4 кг × 100°C = 1672 кДж

3. Теперь сложим количество тепла для конденсации пара и количество тепла для охлаждения воды:

   Всего количество тепла = 9040 кДж + 1672 кДж = 10712 кДж

Итак, чтобы получить лед с температурой 0°C из 4 кг водяного пара при 100°C, нужно отнять 10712 кДж тепла.