1.120. Какая энергия выделится при остывании 10 кг водяного пара от 100 °C до −5 °C?

Дано: масса пара 10 кг; пар при 100 °C охлаждается до −5 °C. Используем табличные значения: удельная теплота парообразования воды 2,3·10⁶ Дж/кг, удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°C), удельная теплота плавления льда 3,3·10⁵ Дж/кг, удельная теплоёмкость льда 2100 Дж/(кг·°C).

При охлаждении пар конденсируется при 100 °C, затем вода остывает до 0 °C, замерзает, а лёд остывает до −5 °C.

1. Конденсация пара: \(Q_1=mr=10\cdot2.3\cdot10^6=23\,000\,000\) Дж.
2. Охлаждение воды от 100 °C до 0 °C: \(Q_2=mc_{\text{в}}\Delta t=10\cdot4200\cdot100=4\,200\,000\) Дж.
3. Замерзание воды: \(Q_3=m\lambda=10\cdot3.3\cdot10^5=3\,300\,000\) Дж.
4. Охлаждение льда от 0 °C до −5 °C: \(Q_4=mc_{\text{л}}\Delta t=10\cdot2100\cdot5=105\,000\) Дж.

Общая энергия: \(Q=Q_1+Q_2+Q_3+Q_4=30\,605\,000\) Дж.

Ответ: выделится 30 605 000 Дж, или 30,605 МДж.