Номер 886, страница 96 - 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 886, страница 96.

Решение.

Дано:

$m = 100$ г
$t_{1} = 100$ °C
$t_{2} = 20$ °C
$L = 2.3 \cdot 10^6$ Дж/кг (удельная теплота парообразования воды)
$c = 4200$ Дж/(кг·°C) (удельная теплоемкость воды)

Перевод в систему СИ:
$m = 100 \text{ г} = 0.1 \text{ кг}$

Найти:

$\text{Q}$ - ?

Решение:

Процесс выделения теплоты состоит из двух этапов:

1. Конденсация водяного пара массой $\text{m}$ при температуре кипения $t_1$. Количество теплоты, выделившееся при этом, рассчитывается по формуле:

$Q_1 = L \cdot m$

2. Охлаждение воды, образовавшейся из пара, от температуры $t_1$ до температуры $t_2$. Количество теплоты, выделившееся при этом, рассчитывается по формуле:

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

Общее количество выделившейся теплоты $\text{Q}$ равно сумме теплоты конденсации $Q_1$ и теплоты охлаждения $Q_2$:

$Q = Q_1 + Q_2 = L \cdot m + c \cdot m \cdot (t_1 - t_2)$

Подставим числовые значения и произведем расчеты.

Количество теплоты, выделившееся при конденсации пара:

$Q_1 = 2.3 \cdot 10^6 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 0.1 \text{ кг} = 230000 \text{ Дж} = 230 \text{ кДж}$

Количество теплоты, выделившееся при охлаждении воды:

$Q_2 = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot 0.1 \text{ кг} \cdot (100 \text{ °C} - 20 \text{ °C}) = 420 \frac{\text{Дж}}{\text{°C}} \cdot 80 \text{ °C} = 33600 \text{ Дж} = 33.6 \text{ кДж}$

Общее количество выделившейся теплоты:

$Q = 230000 \text{ Дж} + 33600 \text{ Дж} = 263600 \text{ Дж}$

Переведем результат в килоджоули:

$263600 \text{ Дж} = 263.6 \text{ кДж}$

Ответ: при конденсации пара и охлаждении воды выделится 263.6 кДж теплоты.