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

Предмет вопроса: Количество высвобождающейся энергии при конденсации пара

Объяснение:
Чтобы найти количество энергии, которое высвободится при конденсации пара, мы должны учесть два аспекта: сначала необходимо охладить пар до желаемой температуры, а затем произвести конденсацию.

1. Сначала посчитаем количество энергии, необходимое для охлаждения пара до 30 градусов Цельсия. Для этого используем формулу:
Q = m * c * ΔT,
где Q - количество энергии, m - масса стоградусного пара (14 кг), c - удельная теплоемкость воды (4200 Дж/(кг * град)), ΔT - изменение температуры (температура пара (100 градусов Цельсия) минус желаемая температура (30 градусов Цельсия)).

Q_1 = 14 кг * 4200 Дж/(кг * град) * (100°C - 30°C)

2. После охлаждения пара до 30 градусов Цельсия, мы перейдем к конденсации. Для этого используем формулу:
Q_2 = m * L,
где Q_2 - количество энергии, m - масса стоградусного пара (14 кг), L - удельная теплота парообразования (2,3 х 10^6 Дж/кг).

Q_2 = 14 кг * 2,3 х 10^6 Дж/кг

3. Количество энергии, высвобождающейся при конденсации пара, равно сумме энергии, затраченной на охлаждение, и энергии конденсации:
Q_общ = Q_1 + Q_2

Q_общ = (14 кг * 4200 Дж/(кг * град) * (100°C - 30°C)) + (14 кг * 2,3 х 10^6 Дж/кг)

Дополнительный материал:
Школьник должен сначала рассчитать количество энергии, затраченное на охлаждение пара, а затем добавить количество энергии, высвобождающееся при конденсации. Это позволит ему найти общее количество энергии, высвобождающееся при конденсации 14 кг стоградусного пара.

Совет:
Для лучшего понимания концепции теплоемкости и теплоты парообразования можно провести дополнительные практические исследования или ознакомиться с реальными примерами, связанными с изменением состояния вещества (например, воды) и энергией, связанной с этими процессами.

Закрепляющее упражнение:
Сколько энергии высвободится при конденсации 8 кг стоградусного пара и его охлаждении до температуры 20 градусов Цельсия? Удельная теплоемкость воды равна 4100 Дж/кг * град, а удельная теплота парообразования составляет 2,5 x 10^6 Дж/кг.

Тема вопроса: Вычисление энергии при конденсации пара

Объяснение:
Для решения данной задачи, нам необходимо учесть как энергию, высвобождающуюся при конденсации пара, так и энергию, высвобождаемую при охлаждении пара до заданной температуры.

Сначала найдем энергию, необходимую для охлаждения пара до температуры 30 градусов Цельсия. Для этого умножим массу воды на значение удельной теплоемкости воды и на разность температур:

E1 = масса * удельная_теплоемкость * (температура_пара - температура_окружающей_среды)

E1 = 14 кг * 4200 Дж/(кг*град Цельсия) * (100 град Цельсия - 30 град Цельсия)

Затем найдем энергию, высвобождающуюся при конденсации 14 кг пара. Для этого умножим массу пара на удельную теплоту парообразования:

E2 = масса * удельная_теплота_парообразования

E2 = 14 кг * 2.3 * 10^6 Дж/кг

Итоговое значение энергии будет равно сумме этих двух энергий:

E = E1 + E2

Например:
У нас есть 14 кг стоградусного пара, который охлаждается до 30 градусов Цельсия. Водная удельная теплоемкость равна 4200 Дж/(кг*град Цельсия), а удельная теплота парообразования составляет 2.3 * 10^6 Дж/кг. Сколько энергии высвободится в этом процессе?

Совет:
Чтобы провести расчеты, убедитесь, что вы правильно указали единицы измерения. В данном случае, масса выражена в килограммах, температура в градусах Цельсия, удельная теплоемкость и удельная теплота парообразования указаны в джоулях на килограмм на градус Цельсия.

Задание для закрепления:
Соня положила 10 кг кипящего водяного пара в контейнер и оставила его остывать. Через некоторое время пар конденсировался и остаток воды остылся до 40 градусов Цельсия. Сколько энергии высвободилось в результате этого процесса? Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг*град Цельсия), а удельная теплота парообразования составляет 2,3 х 10^6 Дж/(кг*град Цельсия).