4. Какое количество теплоты выделяется при конденсации 3 кг водяного пара и дальнейшем охлаждении до 50°C? Изобразите процесс графически.

Считаем, что пар конденсируется при 100 °C, а получившаяся вода охлаждается до 50 °C. Используем \(r=2.3\cdot10^6\) Дж/кг и \(c=4200\) Дж/(кг·°C).

При конденсации выделится \(Q_1=mr=3\cdot2.3\cdot10^6=6.9\cdot10^6\) Дж.

При охлаждении воды выделится \(Q_2=mc(100-50)=3\cdot4200\cdot50=0.63\cdot10^6\) Дж.

Общее количество теплоты: \(Q=Q_1+Q_2=7.53\cdot10^6\) Дж = 7,53 МДж.

График температуры в зависимости от времени при постоянной скорости отвода теплоты: горизонтальный участок соответствует конденсации при 100 °C, наклонный — охлаждению воды.

Ответ: выделяется 7,53 МДж теплоты.