Какое количество теплоты выделяется при конденсации стоградусного водяного пара массой mп, чтобы плавить лед массой

Содержание: Теплота при конденсации и плавлении

Разъяснение: При конденсации пара вода переходит из газообразного состояния в жидкое состояние, а при плавлении лед превращается в воду. В обоих случаях происходит выделение теплоты.

Для решения задачи нам понадобятся два различных процесса:
1. Конденсация водяного пара массой mп.
2. Плавление льда массой mл и нагрев полученной воды до температуры t.

Сначала рассмотрим конденсацию водяного пара. При этом процессе выделяется определенное количество теплоты, которое можно вычислить с использованием удельной теплоты конденсации (λ) и массы пара:

Qконд = mп * λ

Затем перейдем к процессу плавления льда и нагревания полученной воды. В этом случае, чтобы растопить лед массой mл и нагреть полученную воду до температуры t, нам понадобится определенное количество теплоты, которое можно вычислить с использованием удельной теплоемкости воды (с) и массы льда:

Qплав = mл * L + mл * c * Δt

Где L - удельная теплота плавления льда, Δt - изменение температуры (t - 0°C).

Чтобы найти общее количество теплоты, выделенное при этих двух процессах, мы просто суммируем полученные значения:

Qобщ = Qконд + Qплав

Пример:
mп = 40 г, mл = 80 г, t = 25°C

Сначала вычислим количество теплоты, выделенное при конденсации водяного пара:

Qконд = mп * λ

Затем вычислим количество теплоты, необходимое для плавления льда и нагрева воды до температуры t:

Qплав = mл * L + mл * c * Δt

Наконец, найдем общее количество теплоты, выделенное при этих двух процессах:

Qобщ = Qконд + Qплав

Совет: Чтобы лучше понять эти процессы, рекомендуется ознакомиться с удельными теплотами конденсации и плавления, а также с удельной теплоемкостью воды. Кроме того, убедитесь, что вы правильно применяете формулы и следите за единицами измерения величин.

Закрепляющее упражнение: Сколько теплоты выделится при конденсации водяного пара массой 60 г, если удельная теплота конденсации равна 540 кДж/кг? Величину обозначим как Qконд.