Для решения этой задачи нам нужно учитывать теплоту парообразования и теплоту плавления воды.
Сначала определим количество теплоты, которое необходимо отобрать у водяного пара при конденсации до температуры плавления воды (100 градусов Цельсия). Количество теплоты Q1 можно найти по формуле: Q1 = m L1, где m - масса водяного пара, L1 - теплота парообразования (2260 Дж/г). Q1 = 50 г 2260 Дж/г = 113000 Дж.
Затем определим количество теплоты, которое необходимо отобрать у 50 г водяного пара для охлаждения до температуры плавления льда. Это количество можно найти по формуле: Q2 = m c ΔT, где m - масса водяного пара, c - удельная теплоемкость водяного пара (2.02 Дж/г·°C), ΔT - изменение температуры. ΔT = 100 °C (температура пара) - 0 °C (температура плавления льда) = 100 °C. Q2 = 50 г 2.02 Дж/г·°C 100 °C = 10100 Дж.
Теперь определим количество теплоты, которое необходимо отобрать у 50 г льда для его плавления. Количество теплоты Q3 можно найти по формуле: Q3 = m L2, где m - масса льда, L2 - теплота плавления льда (334 Дж/г). Q3 = 50 г 334 Дж/г = 16700 Дж.
Таким образом, общее количество теплоты, которое необходимо отобрать у 50 г водяного пара, чтобы получить 50 г льда при температуре 0 °C, равно сумме всех трех величин: Q = Q1 + Q2 + Q3 = 113000 Дж + 10100 Дж + 16700 Дж = 139800 Дж.
Для решения этой задачи нам нужно учитывать теплоту парообразования и теплоту плавления воды.
Сначала определим количество теплоты, которое необходимо отобрать у водяного пара при конденсации до температуры плавления воды (100 градусов Цельсия).
Количество теплоты Q1 можно найти по формуле:
Q1 = m L1,
где m - масса водяного пара, L1 - теплота парообразования (2260 Дж/г).
Q1 = 50 г 2260 Дж/г = 113000 Дж.
Затем определим количество теплоты, которое необходимо отобрать у 50 г водяного пара для охлаждения до температуры плавления льда.
Это количество можно найти по формуле:
Q2 = m c ΔT,
где m - масса водяного пара, c - удельная теплоемкость водяного пара (2.02 Дж/г·°C), ΔT - изменение температуры.
ΔT = 100 °C (температура пара) - 0 °C (температура плавления льда) = 100 °C.
Q2 = 50 г 2.02 Дж/г·°C 100 °C = 10100 Дж.
Теперь определим количество теплоты, которое необходимо отобрать у 50 г льда для его плавления.
Количество теплоты Q3 можно найти по формуле:
Q3 = m L2,
где m - масса льда, L2 - теплота плавления льда (334 Дж/г).
Q3 = 50 г 334 Дж/г = 16700 Дж.
Таким образом, общее количество теплоты, которое необходимо отобрать у 50 г водяного пара, чтобы получить 50 г льда при температуре 0 °C, равно сумме всех трех величин:
Q = Q1 + Q2 + Q3 = 113000 Дж + 10100 Дж + 16700 Дж = 139800 Дж.
Итак, необходимо отобрать 139800 Дж теплоты.