Какое количество теплоты выделится, если 0,5 кг водяного пара при температуре 100 градусов Цельсия конденсируется, затем плавится при 0 градусах Цельсия и превращается в воду при 0 градусах Цельсия, охлаждаясь? Удельная теплота образования пара составляет 2300 кДж/кг, удельная теплоемкость воды - 4200 кДж/кг градусов Цельсия, а удельная теплота плавления льда - 330 кДж.

Физика 11 класс Теплота и тепловые процессы Количество теплоты водяной пар конденсация плавление удельная теплота теплоемкость воды охлаждение физика 11 класс Новый

Для решения задачи нам необходимо рассмотреть несколько этапов, через которые проходит водяной пар, чтобы выделить количество теплоты. Мы будем учитывать следующие процессы:

• Конденсация водяного пара при температуре 100 градусов Цельсия.
• Плавление льда при 0 градусах Цельсия.
• Охлаждение воды при 0 градусах Цельсия.

Теперь давайте разберем каждый этап по порядку.

1. Конденсация водяного пара:

   Когда водяной пар конденсируется, он выделяет теплоту, которая рассчитывается по формуле:

   Q1 = m * L,

   где:

   • Q1 - количество теплоты, выделившееся при конденсации,
   • m - масса водяного пара (0,5 кг),
   • L - удельная теплота конденсации (которая равна удельной теплоте образования пара, т.е. 2300 кДж/кг).

   Подставим значения:

   Q1 = 0,5 кг * 2300 кДж/кг = 1150 кДж.

2. Плавление льда:

   После конденсации водяной пар превращается в воду, которая при 0 градусах Цельсия начинает плавиться, выделяя тепло:

   Q2 = m * Lп,

   где:

   • Q2 - количество теплоты, выделившееся при плавлении,
   • Lп - удельная теплота плавления льда (330 кДж/кг).

   Подставим значения:

   Q2 = 0,5 кг * 330 кДж/кг = 165 кДж.

3. Охлаждение воды:

   После плавления вода начинает охлаждаться. Количество теплоты, выделяющееся при охлаждении, рассчитывается по формуле:

   Q3 = m * c * ΔT,

   где:

   • Q3 - количество теплоты, выделившееся при охлаждении,
   • c - удельная теплоемкость воды (4200 кДж/кг * градус Цельсия),
   • ΔT - изменение температуры (в данном случае от 0 до 0 градусов Цельсия, т.е. ΔT = 0).

   Так как температура не меняется, то:

   Q3 = 0,5 кг * 4200 кДж/кг * 0 = 0 кДж.

Теперь складываем все выделившиеся количества теплоты:

Q = Q1 + Q2 + Q3 = 1150 кДж + 165 кДж + 0 кДж = 1315 кДж.

Таким образом, общее количество теплоты, которое выделится, составляет 1315 кДж.