Номер 22.3, страница 50 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Ханнанова

Тепловые явления - номер 22.3, страница 50.

Условие.

Задание 22.3. а) Рассчитайте количество теплоты, которое необходимо передать воде массой 100 г, чтобы превратить её в пар при температуре 100 °С.

б) Какое количество теплоты будет передано окружающей среде в процессе конденсации 100 г водяного пара при температуре 100 °С?

Решение.

а) Рассчитайте количество теплоты, которое необходимо передать воде массой 100 г, чтобы превратить её в пар при температуре 100 °C.

Дано:

Масса воды, $m = 100$ г
Температура воды, $t = 100$ °C
Удельная теплота парообразования воды, $L = 2,3 \cdot 10^6$ Дж/кг (табличное значение)

Перевод в систему СИ:
$m = 100$ г = $0,1$ кг

Найти:

Количество теплоты $Q_1$ — ?

Решение:

Для того чтобы превратить воду в пар при температуре кипения, ей необходимо сообщить количество теплоты, которое рассчитывается по формуле для теплоты парообразования:
$Q_1 = L \cdot m$
Поскольку вода уже находится при температуре кипения (100 °C), дополнительный нагрев не требуется, и вся энергия идет на фазовый переход.
Подставим данные в формулу:
$Q_1 = 2,3 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг} \cdot 0,1 \text{ кг} = 2,3 \cdot 10^5 \text{ Дж}$
Переведем джоули в килоджоули (1 кДж = 1000 Дж):
$Q_1 = 230000 \text{ Дж} = 230 \text{ кДж}$

Ответ: чтобы превратить 100 г воды в пар при температуре 100 °C, необходимо передать 230 кДж теплоты.

б) Какое количество теплоты будет передано окружающей среде в процессе конденсации 100 г водяного пара при температуре 100 °C?

Дано:

Масса водяного пара, $m = 100$ г
Температура пара, $t = 100$ °C
Удельная теплота парообразования (и конденсации) воды, $L = 2,3 \cdot 10^6$ Дж/кг

Перевод в систему СИ:
$m = 100$ г = $0,1$ кг

Найти:

Количество теплоты $Q_2$ — ?

Решение:

Конденсация — это процесс, обратный парообразованию. В ходе конденсации пар превращается в жидкость, выделяя в окружающую среду теплоту. Количество выделенной теплоты равно по модулю количеству теплоты, поглощенной при испарении той же массы вещества.
Формула для расчета количества теплоты, выделяющейся при конденсации, та же:
$Q_2 = L \cdot m$
Подставим значения:
$Q_2 = 2,3 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг} \cdot 0,1 \text{ кг} = 2,3 \cdot 10^5 \text{ Дж} = 230 \text{ кДж}$
Это количество теплоты выделяется из системы (пара) и передается окружающей среде.

Ответ: в процессе конденсации 100 г водяного пара при температуре 100 °C будет передано окружающей среде 230 кДж теплоты.