Дано:
- Масса воды, m = 2 т = 2000 кг (переведем в кг)
- Начальная температура воды, T_initial = 100 °C
- Конечная температура пара, T_final = 180 °C
- Удельная теплоемкость водяного пара, c_vapor = 1000 Дж/(кг·°C)
- Удельная теплота конденсации воды, L_v = 2260000 Дж/кг
Найти:
- Общее количество тепла Q, необходимое для получения водяного пара.
Решение:
Процесс состоит из двух этапов:
1. Конденсация воды в пар при 100 °C.
2. Нагревание водяного пара от 100 °C до 180 °C.
Сначала рассчитаем количество тепла, необходимое для конденсации воды в пар:
Q1 = m * L_v
Q1 = 2000 кг * 2260000 Дж/кг
Q1 = 4520000000 Дж
Теперь рассчитаем количество тепла, необходимое для нагрева водяного пара от 100 °C до 180 °C:
Q2 = m * c_vapor * (T_final - T_initial)
Q2 = 2000 кг * 1000 Дж/(кг·°C) * (180 °C - 100 °C)
Q2 = 2000 * 1000 * 80
Q2 = 160000000 Дж
Теперь сложим оба значения, чтобы получить общее количество тепла Q:
Q = Q1 + Q2
Q = 4520000000 Дж + 160000000 Дж
Q = 4680000000 Дж
Ответ:
Для получения водяного пара с температурой 180 °C из 2 т стоградусной воды необходимо сообщить 4680000000 Дж тепла.