Номер 882, страница 95 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

8 класс. Тепловые явления. 35. Испарение. Поглощение энергии при испарении жидкости и выделение её при конденсации пара. Кипение. Удельная теплота парообразования и конденсации - номер 882, страница 95.

Решение.

Дано:

Масса пара $m = 1 \text{ кг}$

Начальная температура пара $t_1 = 100 \text{ °C}$

Конечная температура воды $t_2 = 0 \text{ °C}$

Удельная теплота парообразования воды $L = 2.3 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг}$ (табличное значение)

Удельная теплоемкость воды $c = 4200 \ \mathrm{Дж/(кг\cdot °C)}$ (табличное значение)

Найти:

Общее количество выделившейся энергии $\text{Q}$.

Решение:

Процесс выделения энергии состоит из двух последовательных этапов:

1. Конденсация пара в воду. Пар при температуре 100 °C превращается в воду при той же температуре. Количество теплоты $Q_1$, которое при этом выделяется, рассчитывается по формуле удельной теплоты парообразования:

$Q_1 = L \cdot m$

2. Охлаждение полученной воды. Вода остывает от начальной температуры $t_1=100 \text{ °C}$ до конечной $t_2=0 \text{ °C}$. Количество теплоты $Q_2$, которое при этом выделяется, рассчитывается по формуле удельной теплоемкости:

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

Общее количество выделившейся энергии $\text{Q}$ будет равно сумме теплоты, выделившейся на каждом из этих этапов:

$Q = Q_1 + Q_2$

Подставим значения и произведем расчеты.

Расчет теплоты конденсации:

$Q_1 = 2.3 \cdot 10^6 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 1 \text{ кг} = 2.3 \cdot 10^6 \text{ Дж}$

Расчет теплоты охлаждения:

$Q_2 = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot 1 \text{ кг} \cdot (100 \text{ °C} - 0 \text{ °C}) = 4200 \cdot 100 \text{ Дж} = 420000 \text{ Дж} = 0.42 \cdot 10^6 \text{ Дж}$

Общее количество выделившейся энергии:

$Q = 2.3 \cdot 10^6 \text{ Дж} + 0.42 \cdot 10^6 \text{ Дж} = 2.72 \cdot 10^6 \text{ Дж}$

Это значение также можно выразить в мегаджоулях (1 МДж = $10^6$ Дж):

$Q = 2.72 \text{ МДж}$

Ответ: выделится $2.72 \cdot 10^6 \text{ Дж}$ (или $2.72 \text{ МДж}$) энергии.