5. Какое количество теплоты выделится при конденсации 2 кг пара, взятого при температуре кипения, и последующего охлаждения воды до 40°С при нормальном атмосферном давлении? Запишите полное решение. Дано: Найти:

Решение:

Дано:

• Масса пара: m = 2 кг
• Температура кипения: t_кип = 100 °C (при нормальном атмосферном давлении)
• Температура охлаждения: t_охл = 40 °C
• Удельная теплота парообразования воды: r = 2.3 ⋅ 10⁶ Дж/кг
• Удельная теплоемкость воды: c = 4200 Дж/(кг⋅°C)

Найти:

• Количество теплоты: Q

Вычисления:

1. Теплота, выделившаяся при конденсации пара:
• Q_конд = r ⋅ m
• Q_конд = 2.3 ⋅ 10⁶ Дж/кг ⋅ 2 кг = 4.6 ⋅ 10⁶ Дж
2. Теплота, выделившаяся при охлаждении воды:
• Q_охл = c ⋅ m ⋅ (t_кип - t_охл)
• Q_охл = 4200 Дж/(кг⋅°C) ⋅ 2 кг ⋅ (100 °C - 40 °C)
• Q_охл = 4200 ⋅ 2 ⋅ 60 = 504000 Дж = 0.504 ⋅ 10⁶ Дж
3. Общее количество выделившейся теплоты:
• Q_общ = Q_конд + Q_охл
• Q_общ = 4.6 ⋅ 10⁶ Дж + 0.504 ⋅ 10⁶ Дж = 5.104 ⋅ 10⁶ Дж

Ответ:

Общее количество теплоты, выделившееся при конденсации пара и последующем охлаждении воды, составляет 5.104 ⋅ 10⁶ Дж или 5104 кДж.