Сколько тепла выделится , если 2 кг водяного пара , взятого при температуре 120^С , превратить в воду с температурой 20^С. Удельные теплоемкости водяного пара 4000 Дж/кг^С ; воды 4200 дж/кг^с; удельная теплота парообразования 2,3 * 10 дж/кг, температура кипения воды 100^С
Для решения этой задачи, нам необходимо рассмотреть два процесса:
Охлаждение пара до температуры кипения воды (100^С).Конденсация пара в воду температуре 20^С.
Для первого процесса (охлаждение пара) мы используем формулу:
Q1 = m c1 (T1 - T2)
где: Q1 - количество выделившегося тепла, m = 2 кг - масса пара, c1 = 4000 Дж/кг^С - удельная теплоемкость пара, T1 = 120^С - начальная температура пара, T2 = 100^С - температура кипения воды.
Подставляем значения:
Q1 = 2 4000 (120 - 100) = 160000 Дж
Для второго процесса (конденсация пара в воду) мы используем формулу:
Q2 = m L + m c2 * (T2 - T3)
где: Q2 - количество выделившегося тепла, m = 2 кг - масса пара, L = 2,3 * 10^6 Дж/кг - удельная теплота парообразования, c2 = 4200 Дж/кг^С - удельная теплоемкость воды, T2 = 100^С - температура кипения, T3 = 20^С - конечная температура.
Для решения этой задачи, нам необходимо рассмотреть два процесса:
Охлаждение пара до температуры кипения воды (100^С).Конденсация пара в воду температуре 20^С.Для первого процесса (охлаждение пара) мы используем формулу:
Q1 = m c1 (T1 - T2)
где:
Q1 - количество выделившегося тепла,
m = 2 кг - масса пара,
c1 = 4000 Дж/кг^С - удельная теплоемкость пара,
T1 = 120^С - начальная температура пара,
T2 = 100^С - температура кипения воды.
Подставляем значения:
Q1 = 2 4000 (120 - 100) = 160000 Дж
Для второго процесса (конденсация пара в воду) мы используем формулу:
Q2 = m L + m c2 * (T2 - T3)
где:
Q2 - количество выделившегося тепла,
m = 2 кг - масса пара,
L = 2,3 * 10^6 Дж/кг - удельная теплота парообразования,
c2 = 4200 Дж/кг^С - удельная теплоемкость воды,
T2 = 100^С - температура кипения,
T3 = 20^С - конечная температура.
Подставляем значения:
Q2 = 2 2,3 10^6 + 2 4200 (100 - 20) = 4600000 + 672000 = 5272000 Дж
Таким образом, общее количество выделившегося тепла будет:
Q = Q1 + Q2 = 160000 + 5272000 = 5432000 Дж
Ответ: 5432000 Дж выделится тепла.