Вопрос школьника
Сколько теплоты выделится при конденсации 100 г водяного пара, имеющего температуру 100 °С, и при охлаждении полученной воды до 20 °С?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать формулу для расчета теплоты, выделяющейся при конденсации водяного пара и охлаждении полученной воды:
Q = m * (L + c * ΔT)
где Q — теплота, выделяющаяся при конденсации и охлаждении, м; m — масса водяного пара, г; L — удельная теплота конденсации, Дж/г; c — удельная теплоемкость воды, Дж/(г*°C); ΔT — изменение температуры, °C.
Удельная теплота конденсации воды при давлении 1 атм составляет 2260 кДж/кг, что равно 2,26 Дж/г. Таким образом, удельная теплота конденсации для 100 г водяного пара будет равна:
L = 2,26 Дж/г * 100 г = 226 Дж
Удельная теплоемкость воды составляет 4,18 Дж/(г*°C). Таким образом, для охлаждения полученной воды от 100 °C до 20 °C необходимо выделить теплоту:
Q2 = m * c * ΔT = 100 г * 4,18 Дж/(г*°C) * (100 °C — 20 °C) = 33440 Дж
Теплота, выделяющаяся при конденсации и охлаждении, будет равна:
Q = Q1 + Q2 = 226 Дж + 33440 Дж = 33666 Дж
Таким образом, при конденсации 100 г водяного пара, имеющего температуру 100 °С, и при охлаждении полученной воды до 20 °С выделится 33666 Дж теплоты.
