Дано:
масса пара m_пара = 500 г = 0,5 кг
температура пара T_пара = 100 °C
начальная температура воды T_вода = 40 °C
удельная теплота парообразования L = 2260 * 10^3 Дж/кг
удельная теплоемкость воды c_вода = 4186 Дж/(кг·°C)
Найти: количество теплоты Q, выделяющееся при превращении пара в воду.
Решение:
1. Сначала рассчитаем количество теплоты, выделяющееся при конденсации пара в воду при 100 °C:
Q_конденсация = m_пара * L
Q_конденсация = 0,5 кг * 2260000 Дж/кг
Q_конденсация = 1130000 Дж
2. Затем рассчитаем количество теплоты, необходимое для охлаждения полученной воды с 100 °C до 40 °C:
Q_охлаждение = m_вода * c_вода * (T_пара - T_вода)
Q_охлаждение = 0,5 кг * 4186 Дж/(кг·°C) * (100 °C - 40 °C)
Q_охлаждение = 0,5 кг * 4186 Дж/(кг·°C) * 60 °C
Q_охлаждение = 0,5 кг * 251160 Дж
Q_охлаждение = 125580 Дж
3. Общее количество теплоты Q, выделяющееся при превращении пара в воду, равно сумме теплоты конденсации и теплоты охлаждения:
Q = Q_конденсация - Q_охлаждение
Q = 1130000 Дж - 125580 Дж
Q = 1004420 Дж
Ответ: Количество теплоты, выделяющееся при превращении 500 г стоградусного пара в воду, температура которой 40 °C, составляет примерно 1004420 Дж.