Номер 2, страница 339 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Упражнения. Параграф 61. Кипение. Глава 9. Агрегатные состояния вещества. Фазовые переходы. Молекулярная физика и термодинамика - номер 2, страница 339.

Условие.

2. Какое количество теплоты $Q$ выделится при конденсации водяного пара массой $m = 1,5$ кг при температуре $100^\circ \mathrm{C}$ и нормальном атмосферном давлении?

Решение.

Дано:

Масса водяного пара $m = 1,5$ кг

Температура пара $t = 100$ °C

Все величины, необходимые для расчета, либо уже представлены в системе СИ, либо их перевод не требуется. Масса $m$ дана в килограммах (кг), что является единицей СИ. Удельная теплота парообразования воды $L$, которую мы будем использовать, является табличной величиной и также выражается в единицах СИ (Дж/кг).

Найти:

Количество теплоты $Q$

Решение:

Количество теплоты, которое выделяется при конденсации вещества, находящегося при температуре кипения, рассчитывается по формуле:

$Q = L \cdot m$

где $Q$ — искомое количество теплоты, $L$ — удельная теплота парообразования (конденсации), $m$ — масса вещества.

Для воды при температуре $100$ °C и нормальном атмосферном давлении удельная теплота парообразования $L$ является справочной величиной и равна $2,3 \cdot 10^6$ Дж/кг.

Поскольку водяной пар уже находится при температуре конденсации, нам не нужно учитывать теплоту на его охлаждение. Мы можем сразу подставить известные значения в формулу:

$Q = 2,3 \cdot 10^6 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 1,5 \text{ кг} = 3,45 \cdot 10^6 \text{ Дж}$

Полученный результат можно для удобства представить в мегаджоулях (МДж), зная, что $1 \text{ МДж} = 10^6 \text{ Дж}$:

$Q = 3,45 \text{ МДж}$

Ответ: при конденсации водяного пара выделится количество теплоты $Q = 3,45 \cdot 10^6$ Дж, или $3,45$ МДж.