Определить количество теплоты выделившееся при конденсации 200 г водяного пара и при охлаждении полученной...

Для решения данной задачи необходимо учесть два этапа процесса: конденсация пара и охлаждение полученной воды.

1. Рассчитаем количество теплоты, выделившееся при конденсации 200 г водяного пара:

m = 200 г = 0,2 кг $массапара$

Q1 = m L = 0,2 кг 2,3 Мдж/кг = 0,46 Мдж

1. Рассчитаем количество теплоты, необходимое для охлаждения воды до 20°С:

m = 200 г = 0,2 кг $массаводы$

ΔT = Tконденсации - Тконечная = 100°С - 20°С = 80°С

Q2 = m c ΔT = 0,2 кг 4200 Дж/(кг°С) * 80°С = 67200 Дж = 0,0672 МДж

Итак, общее количество теплоты, выделившееся при конденсации пара и охлаждении полученной воды, равно:

Q = Q1 + Q2 = 0,46 Мдж + 0,0672 Мдж = 0,5272 Мдж

Таким образом, количество теплоты, выделившееся при конденсации 200 г водяного пара и охлаждении полученной воды до 20°С, составляет 0,5272 Мдж.

Для определения количества теплоты, выделившейся при конденсации 200 г водяного пара и последующем охлаждении образовавшейся воды до 20°C, мы будем использовать два основных этапа:

1. Конденсация водяного пара.
2. Охлаждение образовавшейся воды.

1. Конденсация водяного пара

Когда водяной пар конденсируется, он выделяет тепло, которое можно рассчитать с использованием удельной теплоты парообразования. Удельная теплота парообразования воды составляет 2,3 МДж/кг $или2,300,000Дж/кг$.

Количество теплоты, выделившееся при конденсации, $Q_1$, можно вычислить по формуле: $Q_1=L\cdot m$ где:

• $L$ — удельная теплота парообразования $2,300,000Дж/кг$,
• $m$ — масса пара $200г=0.2кг$.

Подставим значения: $Q_1=2,300,000\text{Дж/кг}\times 0.2\text{кг}$ $Q_1=460,000\text{Дж}$

2. Охлаждение воды

После конденсации образуется вода, которая будет охлаждаться до 20°C. Чтобы рассчитать количество теплоты, выделяющееся при охлаждении воды, используем формулу: $Q_2=c\cdot m\cdot \mathrm{\Delta }T$ где:

• $c$ — удельная теплоемкость воды $4200Дж/(кг·°С$),
• $m$ — масса воды $0.2кг$,
• $\mathrm{\Delta }T$ — изменение температуры.

Предположим, что начальная температура конденсированной воды равна 100°C, поскольку она образовалась из пара. Тогда изменение температуры $\mathrm{\Delta }T$ составит: $\mathrm{\Delta }T=100°C-20°C=80°C$

Теперь подставим все значения в формулу: $Q_2=4200\text{Дж/(кг·°С)}\times 0.2\text{кг}\times 80°C$ $Q_2=4200\times 0.2\times 80$ $Q_2=67,200\text{Дж}$

Общее количество теплоты

Теперь суммируем количество теплоты, выделившееся на каждом этапе: $Q=Q_1+Q_2$ $Q=460,000\text{Дж}+67,200\text{Дж}$ $Q=527,200\text{Дж}$

Ответ

Количество теплоты, выделившееся при конденсации 200 г водяного пара и последующем охлаждении полученной воды до 20°C, составляет 527,200 Дж.

Для решения этой задачи нужно использовать уравнение теплового баланса:

Q = m c ΔT + m * L

где Q - количество выделившейся теплоты, m - масса водяного пара, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры, L - удельная теплота парообразования.

По условию: m = 200 г = 0,2 кг c = 4200 Дж/(кг°С) ΔT = 100 - 20 = 80°С L = 2,3 МДж/кг = 2,3 10^6 Дж/кг

Подставляем значения в уравнение:

Q = 0,2 4200 80 + 0,2 2,3 10^6 = 67200 + 460000 = 527200 Дж

Ответ: количество теплоты, выделившееся при конденсации 200 г водяного пара и при охлаждении полученной воды, равно 527200 Дж.