Сколько теплоты выделяется при охлаждении и полном конденсации 500 г водяного пара, нагретого до 130°С (1,213 МДж)?

Тема вопроса: Расчет выделившейся теплоты при охлаждении и конденсации водяного пара

Описание: Чтобы решить эту задачу, мы будем использовать термодинамическое уравнение, которое связывает теплоту выделившуюся или поглощенную с изменением температуры и массой вещества.

У нас есть следующие данные:
Масса водяного пара (m) = 500 г
Температура водяного пара (T) = 130 °C
Теплота парообразования (L) = 1,213 МДж

Для решения нужно знать три шага:
1. Рассчитать количество теплоты, связанное с нагреванием пара до точки кипения.
2. Рассчитать количество теплоты, связанное с конденсацией пара.
3. Сложить результаты полученных теплот, чтобы найти общую выделившуюся теплоту.

Шаг 1: Рассчитаем количество теплоты для нагревания пара до точки кипения.
Для этого воспользуемся формулой Q = m * c * ΔT, где
Q - теплота, выделившаяся или поглощенная (в нашем случае будет выделяться),
m - масса вещества,
c - удельная теплоемкость,
ΔT - изменение температуры.

Переведем температуру из Цельсия в Кельвины:
Тепература в Кельвинах (T_K) = T + 273.15

Удельная теплоемкость водяного пара при постоянном давлении (c) = 1.996 Дж/(г*К)

Теперь можем рассчитать количество теплоты:
Q1 = m * c * ΔT = 500 г * 1.996 Дж/(г*К) * (Т_K - 373.15 K)

Шаг 2: Рассчитаем количество теплоты, связанное с конденсацией пара.
Для этого будем использовать теплоту парообразования:
Q2 = m * L

Шаг 3: Сложим оба количества теплоты, чтобы найти общую выделившуюся теплоту:
Q_общ = Q1 + Q2

Пример:
500 г водяного пара были нагреты до 130 °C, что эквивалентно 403.15 К. Теплота парообразования воды составляет 1,213 МДж. Рассчитайте, сколько теплоты выделяется при охлаждении и полном конденсации этого пара.

Совет: Чтобы лучше понять и запомнить этот процесс, важно знать физические свойства веществ и формулы, используемые в термодинамике. Также полезно знать основные единицы измерения и уметь их конвертировать.

Задание: Рассчитайте количество теплоты, выделившейся при охлаждении и полном конденсации 750 г водяного пара, нагретого до 150 °C (1,5 МДж).