Какое количество теплоты выделится при конденсации 200 г водяного пара, имеющего температуру 100° С, и при охлаждении образовавшейся воды до температуры 40°С?

Физика 8 класс Тепловые явления Количество теплоты конденсация водяной пар температура охлаждение физика 8 класс теплота вода 200 г 100° С 40° С Новый

Чтобы определить общее количество теплоты, выделяющееся при конденсации водяного пара и его последующем охлаждении, нам нужно рассмотреть два этапа: конденсация водяного пара и охлаждение полученной воды.

Этап 1: Конденсация водяного пара

При конденсации водяного пара выделяется теплота, которая называется теплотой конденсации. Для воды эта величина составляет примерно 540 кДж/кг.

• Масса водяного пара: 200 г = 0,2 кг
• Теплота конденсации: 540 кДж/кг

Количество теплоты, выделяющееся при конденсации, можно рассчитать по формуле:

Q1 = m * L

• где Q1 - количество теплоты, выделившееся при конденсации,
• m - масса водяного пара (0,2 кг),
• L - теплота конденсации (540 кДж/кг).

Подставляем значения:

Q1 = 0,2 кг * 540 кДж/кг = 108 кДж

Этап 2: Охлаждение воды

После конденсации водяного пара образуется вода, которую нужно охладить с 100°С до 40°С. Для этого используется формула для расчета теплоты, выделяющейся при охлаждении:

Q2 = m * c * ΔT

• где Q2 - количество теплоты, выделившееся при охлаждении,
• m - масса воды (0,2 кг),
• c - удельная теплоемкость воды (примерно 4,18 кДж/(кг·°С)),
• ΔT - изменение температуры (100°С - 40°С = 60°С).

Подставляем значения:

Q2 = 0,2 кг * 4,18 кДж/(кг·°С) * 60°С

Q2 = 0,2 * 4,18 * 60 = 50,16 кДж

Общее количество теплоты

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

Q = Q1 + Q2

Q = 108 кДж + 50,16 кДж = 158,16 кДж

Таким образом, общее количество теплоты, выделившееся при конденсации 200 г водяного пара и охлаждении образовавшейся воды до 40°С, составляет примерно 158,16 кДж.