Номер 146, страница 74 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Московкина, Волков

8 класс. Парообразование, конденсация - номер 146, страница 74.

Условие.

146. Какое количество теплоты выделится при конденсации 10 г паров эфира, взятого при температуре 35 °C, и его дальнейшем охлаждении до 15 °C?

Решение.

Дано:

$m = 10 \text{ г} = 0.01 \text{ кг}$
$t_{1} = 35 \text{ °C}$
$t_{2} = 15 \text{ °C}$
$L = 0.4 \times 10^6 \text{ Дж/кг}$ (удельная теплота парообразования эфира)
$c = 2300 \text{ Дж/(кг·°С)}$ (удельная теплоемкость жидкого эфира)

Найти:

$\text{Q}$

Решение:

Общее количество теплоты $\text{Q}$, которое выделится, складывается из двух процессов:

1. Количество теплоты $Q_1$, выделившееся при конденсации паров эфира в жидкость. Этот процесс происходит при температуре кипения (конденсации), которая для эфира составляет $35 \text{ °C}$, что соответствует начальной температуре.

2. Количество теплоты $Q_2$, выделившееся при охлаждении образовавшегося жидкого эфира от начальной температуры $t_1$ до конечной температуры $t_2$.

Таким образом, общее количество выделившейся теплоты равно сумме теплоты от этих двух процессов:

$Q = Q_1 + Q_2$

Количество теплоты, выделяющееся при конденсации, рассчитывается по формуле:

$Q_1 = L \cdot m$

Количество теплоты, выделяющееся при охлаждении, рассчитывается по формуле:

$Q_2 = c \cdot m \cdot (t_1 - t_2)$

Подставим выражения для $Q_1$ и $Q_2$ в общую формулу:

$Q = L \cdot m + c \cdot m \cdot (t_1 - t_2)$

Теперь подставим числовые значения и выполним расчеты для каждого процесса.

Расчет теплоты конденсации:

$Q_1 = 0.4 \times 10^6 \text{ Дж/кг} \cdot 0.01 \text{ кг} = 4000 \text{ Дж}$

Расчет теплоты охлаждения:

$Q_2 = 2300 \text{ Дж/(кг·°С)} \cdot 0.01 \text{ кг} \cdot (35 \text{ °C} - 15 \text{ °C}) = 2300 \cdot 0.01 \cdot 20 \text{ Дж} = 460 \text{ Дж}$

Суммарное количество теплоты:

$Q = 4000 \text{ Дж} + 460 \text{ Дж} = 4460 \text{ Дж}$

Ответ: $4460 \text{ Дж}$.