Question

Решите задачу 1. Какое количество теплоты выделится при конденсации 0,5 кг водяного пара, взятого при температуре парообразования, остывании образовавшейся при этом воды и ее превращения в лед при 0 градусах Цельсия?

Answer 1

Q=Lm+cm(100-0)+лm=m(L+100c+л)=0,5(2300000+420000+330000) =1525000 Дж =1525 кДж

Answer 2

Для решения задачи о выделении теплоты при конденсации водяного пара, остывании воды и её превращении в лед, мы можем использовать уравнение теплового баланса.

1. Конденсация водяного пара: При конденсации водяного пара выделяется теплота равная теплоте конденсации \( L \).

2. Остывание воды: После конденсации водяного пара вода остывает до 0 градусов Цельсия, и в этом процессе выделяется теплота равная удельной теплоемкости воды \( c \) умноженной на массу воды и изменение температуры.

3. Превращение воды в лед: После остывания вода превращается в лед при той же температуре. Для этого также требуется теплота, равная теплоте плавления \( L_m \).

Общая теплота \( Q \), выделяющаяся при этих процессах, будет суммой этих трех величин:

\[ Q = L + Q_1 + L_m \]

где: - \( L \) - теплота конденсации, - \( Q_1 \) - теплота остывания, - \( L_m \) - теплота плавления.

Теплота конденсации \( L \) и теплота плавления \( L_m \) для воды обычно известны: - \( L = 2260 \) кДж/кг, - \( L_m = 334 \) кДж/кг.

Теплоемкость воды \( c \) - примерно 4.18 кДж/(кг·°C).

Теперь давайте выразим теплоту остывания \( Q_1 \). Известно, что изменение температуры \( \Delta T \) равно разнице между температурой парообразования и температурой остывания:

\[ \Delta T = T_{пар} - T_{ост} \]

Теперь мы можем записать уравнение для теплоты остывания:

\[ Q_1 = mc\Delta T \]

где: - \( m \) - масса воды, - \( c \) - удельная теплоемкость воды, - \( \Delta T \) - изменение температуры.

Теперь подставим все известные значения и решим задачу:

\[ Q = L + mc\Delta T + L_m \]

\[ Q = 2260 + (0.5 \cdot 4.18 \cdot (100 - 0)) + 334 \]

\[ Q = 2260 + (0.5 \cdot 4.18 \cdot 100) + 334 \]

\[ Q = 2260 + 209 + 334 \]

\[ Q = 2803 \, кДж \]

Таким образом, количество выделенной теплоты при конденсации 0,5 кг водяного пара, остывании воды и её превращении в лед при 0 градусах Цельсия составляет 2803 кДж.