Номер 42.26, страница 161 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 42. Испарение и конденсация. Кипение. Глава 6. Тепловые явления - номер 42.26, страница 161.

42.26 [1117] Какое количество теплоты выделяется при конденсации 2,5 кг водяного пара при температуре $100^\circ\text{C}$?

Дано:

Масса водяного пара $m = 2,5$ кг
Температура конденсации $t = 100$ °С

Все исходные данные для расчета находятся в системе СИ. Масса $m = 2,5$ кг. Температура $t = 100$ °С указывает на то, что пар находится при температуре насыщения, и для вычисления количества теплоты при фазовом переходе её значение не используется в формуле.

Найти:

Количество теплоты $Q$

Решение:

Процесс конденсации представляет собой фазовый переход вещества из газообразного состояния в жидкое. Этот процесс происходит при постоянной температуре и сопровождается выделением энергии в виде теплоты.

Количество теплоты, выделяющееся при конденсации пара, рассчитывается по формуле:

$Q = L \cdot m$

где:
$Q$ – искомое количество теплоты (в Джоулях, Дж),
$m$ – масса конденсирующегося пара (в килограммах, кг),
$L$ – удельная теплота парообразования (конденсации) воды (в Дж/кг).

Удельная теплота парообразования воды является табличной величиной. При температуре 100 °С её значение составляет:

$L \approx 2,3 \cdot 10^6$ Дж/кг

Подставим известные значения в формулу и произведем вычисления:

$Q = 2,3 \cdot 10^6 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 2,5 \text{ кг} = 5,75 \cdot 10^6 \text{ Дж}$

Полученное значение можно для удобства выразить в мегаджоулях (МДж), учитывая, что $1 \text{ МДж} = 10^6 \text{ Дж}$:

$Q = 5,75 \text{ МДж}$

Ответ: при конденсации 2,5 кг водяного пара выделяется количество теплоты, равное $5,75 \cdot 10^6$ Дж или 5,75 МДж.