Какое количество теплоты выделится, если конденсировать 200 г водяного пара при 100°С, а затем охладить получившуюся воду до 20°С, если удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж, а удельная теплота парообразования воды составляет 2,26 МДж/кг?

Физика 11 класс Тепловые явления Количество теплоты конденсация водяного пара охлаждение воды удельная теплоёмкость удельная теплота парообразования физика 11 класс Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно рассмотреть два этапа: конденсацию водяного пара и охлаждение получившейся воды.

Этап 1: Конденсация водяного пара

При конденсации водяного пара выделяется теплота, которая рассчитывается по формуле:

Q1 = m * L

где:

• Q1 - количество теплоты, выделившееся при конденсации (в Дж)
• m - масса водяного пара (в кг)
• L - удельная теплота парообразования (в Дж/кг)

Дано:

• m = 200 г = 0,2 кг
• L = 2,26 МДж/кг = 2260000 Дж/кг

Теперь подставим значения в формулу:

Q1 = 0,2 кг * 2260000 Дж/кг = 452000 Дж

Этап 2: Охлаждение получившейся воды

Теперь нужно рассчитать количество теплоты, которое выделится при охлаждении воды с 100°С до 20°С. Это можно сделать по формуле:

Q2 = m * c * ΔT

где:

• Q2 - количество теплоты, выделившееся при охлаждении (в Дж)
• c - удельная теплоёмкость воды (в Дж/(кг·°С))
• ΔT - изменение температуры (в °С)

Дано:

• c = 4200 Дж/(кг·°С)
• ΔT = 100°С - 20°С = 80°С

Подставим значения в формулу:

Q2 = 0,2 кг * 4200 Дж/(кг·°С) * 80°С = 67200 Дж

Общее количество теплоты

Теперь мы можем найти общее количество теплоты, выделившееся в процессе:

Q = Q1 + Q2

Q = 452000 Дж + 67200 Дж = 519200 Дж

Ответ: Общее количество теплоты, выделившееся при конденсации 200 г водяного пара и охлаждении воды до 20°С, составляет 519200 Дж.