Номер 7.45, страница 41 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 7. Испарение, конденсация, кипение - номер 7.45, страница 41.

Условие.

7.45. Какое количество теплоты выделится при конденсации водяного пара массой 50 г, имеющего температуру 100 °C, и охлаждении образовавшейся воды до температуры 60 °C?

Решение.

Дано:

$m = 50 \text{ г}$

$t_1 = 100 \text{ °C}$

$t_2 = 60 \text{ °C}$

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

Удельная теплоемкость воды $c = 4200 \text{ Дж/(кг·°C)}$

$m = 0.05 \text{ кг}$

Найти:

$\text{Q}$

Решение:

Общее количество теплоты $\text{Q}$, которое выделится, складывается из двух процессов: теплоты, выделившейся при конденсации пара ($Q_1$), и теплоты, выделившейся при охлаждении образовавшейся воды ($Q_2$).

1. Расчет теплоты, выделившейся при конденсации водяного пара при температуре кипения (100 °C):

$Q_1 = L \cdot m$

Подставляем значения:

$Q_1 = 2.3 \cdot 10^6 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 0.05 \text{ кг} = 115000 \text{ Дж}$

2. Расчет теплоты, выделившейся при охлаждении получившейся воды с 100 °C до 60 °C:

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

Подставляем значения:

$Q_2 = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot 0.05 \text{ кг} \cdot (100 \text{ °C} - 60 \text{ °C}) = 4200 \cdot 0.05 \cdot 40 \text{ Дж} = 8400 \text{ Дж}$

3. Общее количество выделившейся теплоты:

$Q = Q_1 + Q_2$

$Q = 115000 \text{ Дж} + 8400 \text{ Дж} = 123400 \text{ Дж}$

Переведем результат в килоджоули:

$Q = 123.4 \text{ кДж}$

Ответ: $123.4 \text{ кДж}$.