Для решения этой задачи необходимо рассчитать количество энергии, которое выделится при охлаждении воды от 100 °C до 0 °C и при конденсации пара при 100 °C с последующим охлаждением до 0 °C.
1. Охлаждение воды от 100 °C до 0 °C:
Масса воды (m) = 2 кг
Удельная теплоемкость воды (c) = 4200 Дж/(кг·°C)
Изменение температуры (ΔT) = 100 °C - 0 °C = 100 °C
Количество теплоты (Q1), выделившееся при охлаждении:
$$Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T$$
$$Q_1 = 2 \text{ кг} \cdot 4200 \text{ Дж/(кг·°C)} \cdot 100 \text{ °C} = 840000 \text{ Дж} = 840 \text{ кДж}$$
2. Конденсация пара при 100 °C:
Масса пара (m) = 2 кг
Удельная теплота парообразования воды (L) = 2,26 × 106 Дж/кг
Количество теплоты (Q2), выделившееся при конденсации:
$$Q_2 = m \cdot L$$
$$Q_2 = 2 \text{ кг} \cdot 2.26 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг} = 4520000 \text{ Дж} = 4520 \text{ кДж}$$
3. Охлаждение воды после конденсации от 100 °C до 0 °C:
Количество теплоты (Q3) выделится, как и в первом пункте:
$$Q_3 = 840000 \text{ Дж} = 840 \text{ кДж}$$
4. Общее количество энергии (Q):
$$Q = Q_2 + Q_3$$
$$Q = 4520 \text{ кДж} + 840 \text{ кДж} = 5360 \text{ кДж} = 5360000 \text{ Дж}$$
Ответ: При охлаждении воды от 100°C до 0°C выделится 840000 Дж. При конденсации и охлаждении пара выделится 5360000 Дж.