Какое количество энергии высвободится при конденсации 14 кг стоградусного пара и его охлаждении до температуры

Тема: Высвобождение энергии при конденсации пара

Пояснение:
Для расчета количества высвобождаемой энергии при конденсации пара необходимо учесть два основных аспекта: изменение теплоемкости и удельной теплоты парообразования.

Первым шагом определим количество тепла, которое необходимо потратить на охлаждение пара с температуры кипения (100 градусов Цельсия) до заданной температуры (30 градусов Цельсия). Для этого воспользуемся формулой:

Q1 = m * c * Δt1,

где Q1 - количество тепла, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, Δt1 - изменение температуры.

Q1 = 14 кг * 4200 Дж/(кг * град.С) * (30 - 100) град.С = -3 564 000 Дж.

Отрицательное значение означает, что система потеряла энергию.

Далее, чтобы найти количество энергии, высвобождаемой при конденсации пара, нужно умножить массу пара на удельную теплоту парообразования:

Q2 = m * H,

где Q2 - количество тепла, H - удельная теплота парообразования.

Q2 = 14 кг * 2,3 * 10^6 Дж/кг = 32 200 000 Дж.

Теперь найдем общее количество энергии, высвобождаемой при конденсации:

Q = Q1 + Q2 = -3 564 000 Дж + 32 200 000 Дж = 28 636 000 Дж.

Таким образом, количество энергии, высвобождаемой при конденсации 14 кг стоградусного пара и его охлаждении до температуры 30 градусов Цельсия, равно 28 636 000 Дж.

Пример использования:
Задача: Какое количество энергии высвободится при конденсации 18 килограммов стоградусного пара и его охлаждении до температуры 25 градусов Цельсия? Удельная теплоемкость воды составляет 4000 дж/кг градус Цельсия, а удельная теплота парообразования равна 2,5х106 дж/кг.

Совет:
Чтобы проще понять процесс конденсации пара, можно представить себе струйку горячего пара, которая "собирается" в виде капель на холодной поверхности. Высвобождение энергии происходит из-за перехода газообразного состояния в водное.

Упражнение:
Kакое количество энергии высвободится при конденсации 10 килограммов пара и охлаждении до температуры 20 градусов Цельсия? Удельная теплоемкость воды составляет 4500 Дж/кг градус Цельсия, а удельная теплота парообразования равна 2,0х106 Дж/кг. Подсказка: используйте ту же формулу, что и в примере выше.