Скільки теплоти потрібно вилучити з 50 г водяної пари, яка має температуру 100°С, щоб отримати 50 г льоду

Тема: Теплота переходу
Объяснение: Чтобы решить эту задачу, нам понадобится знание о теплоте перехода. При переходе состояния вещества (например, от пара к льду), воздействуя на него через перегородку, не меняя при этом его температуру, вещество теряет или поглощает определенное количество теплоты. Это количество теплоты определяется теплотой парообразования и теплотой конденсации для перехода от пара к капле или наоборот, и теплотой плавления и теплотой кристаллизации для перехода от жидкости к твердому состоянию и наоборот соответственно.

Для решения задачи сначала определим теплоту парообразования и теплоту плавления для воды. Затем применим формулу:
Q = m * L, где Q - теплота, m - масса вещества, L - теплота перехода.

Для пара:
Q1 = m1 * L1

Для льда:
Q2 = m2 * L2

Так как масса пара равна массе льда (50 г), мы можем записать:
m1 = m2 = 50 г

Теперь мы можем решить уравнение:
Q1 = Q2

m1 * L1 = m2 * L2

50 г * L1 = 50 г * L2

L1 = L2

Пример использования:
Найдем количество теплоты, которое нужно извлечь из 50 г водяного пара, чтобы получить 50 г льда с температурой 0°С?
Решение:
Известно, что теплота парообразования и теплота плавления для воды составляют 334 кДж/кг и 334 кДж/кг соответственно.
Используя формулу:
Q = m * L, где Q - теплота, m - масса вещества, L - теплота перехода.
Подставляем значения:
Q1 = 50 г * 334 кДж/кг = 16700 Дж
Q2 = 50 г * 334 кДж/кг = 16700 Дж
Так как масса пара равна массе льда, получаем:
Q1 = Q2 = 16700 Дж

Совет:
Для более легкого понимания теплоты перехода и работы с такими задачами рекомендуется изучить определения и формулы, связанные с этой темой. Также полезно понять, что теплота перехода является количеством теплоты, необходимым для изменения состояния вещества без изменения его температуры.

Упражнение:
Сколько теплоты нужно добавить или извлечь из 100 г жидкой воды, чтобы получить 100 г водяного пара с температурой 100 °С?