Давайте разберем этот вопрос шаг за шагом.
Часть 1: Охлаждение воды от 100 градусов до 0 градусов
- Первое, что нужно сделать, это определить количество теплоты, которое выделится при охлаждении воды от 100 градусов до 0 градусов. Для этого используем формулу для расчета количества теплоты: Q = mcΔt.
- Где:
- Q — количество теплоты (в Джоулях),
- m — масса воды (в кг),
- c — удельная теплоемкость воды (4200 Дж/кг·°C),
- Δt — изменение температуры (в °C).
- Подставим значения в формулу:
- m = 2 кг,
- c = 4200 Дж/кг·°C,
- Δt = 100°C - 0°C = 100°C.
- Теперь рассчитаем количество теплоты:
- Q = 2 кг * 4200 Дж/кг·°C * 100°C = 840000 Дж.
- Итак, при охлаждении воды массой 2 кг от 100°C до 0°C выделится 840000 Дж энергии.
Часть 2: Охлаждение пара от 100 градусов до 0 градусов
- Сначала пар при 100°C должен конденсироваться в воду при 100°C. Для этого используется скрытая теплота парообразования.
- Скрытая теплота парообразования для воды составляет 2260000 Дж/кг.
- Количество теплоты, выделяемое при конденсации пара массой 2 кг, можно рассчитать по формуле: Q = mL.
- Где:
- Q — количество теплоты (в Джоулях),
- m — масса пара (в кг),
- L — удельная теплота парообразования (в Дж/кг).
- Подставим значения в формулу:
- m = 2 кг,
- L = 2260000 Дж/кг.
- Рассчитаем количество теплоты при конденсации:
- Q = 2 кг * 2260000 Дж/кг = 4520000 Дж.
- Теперь, после конденсации, вода при 100°C охлаждается до 0°C. Мы уже рассчитали, что для этого выделяется 840000 Дж энергии.
- Общее количество энергии, выделяемое при охлаждении 2 кг пара от 100°C до 0°C, будет равно сумме энергии, выделенной при конденсации и последующем охлаждении:
- Общая энергия = 4520000 Дж + 840000 Дж = 5360000 Дж.
- Таким образом, при охлаждении пара массой 2 кг от 100°C до 0°C выделится 5360000 Дж энергии.
Надеюсь, это объяснение помогло вам понять, как рассчитать количество энергии, выделяемое при охлаждении воды и пара.