33. Водяной пар, температура которого 100 °С, конденсируется, и образовавшаяся из него вода остывает до 0 °С. Какое количество теплоты выделяется при этом? Масса пара 1 кг.

Для решения задачи необходимо рассчитать количество теплоты, которое выделяется при конденсации пара и при остывании воды.

1) Количество теплоты, выделившееся при конденсации пара:

$$
Q_1 = L \cdot m
$$

где:

• L - удельная теплота конденсации воды (равна удельной теплоте парообразования), L = 2,26 ⋅ 10⁶ Дж/кг;


• m - масса пара, m = 1 кг.

Тогда:

$$
Q_1 = 2,26 \cdot 10^6 \cdot 1 = 2,26 \cdot 10^6 \text{ Дж}
$$

2) Количество теплоты, выделившееся при остывании воды:

$$
Q_2 = c \cdot m \cdot (T_2 - T_1)
$$

где:

• c - удельная теплоемкость воды, c = 4200 Дж/(кг⋅°С);


• m - масса воды, m = 1 кг;


• T₂ - конечная температура, T₂ = 0 °С;


• T₁ - начальная температура, T₁ = 100 °С.

Тогда:

$$
Q_2 = 4200 \cdot 1 \cdot (0 - 100) = -4,2 \cdot 10^5 \text{ Дж}
$$

Знак минус показывает, что тепло выделяется.

3) Общее количество теплоты:

$$
Q = Q_1 + |Q_2| = 2,26 \cdot 10^6 + 4,2 \cdot 10^5 = 2,68 \cdot 10^6 \text{ Дж}
$$

Ответ: $$2,68 \cdot 10^6$$ Дж.