Дано:
- Масса водяного пара, m = 0,1 кг
- Начальная температура пара, T_initial = 88 °C
- Конечная температура воды, T_final = 5 °C
- Удельная теплота конденсации водяного пара, L_v = 2260000 Дж/кг
- Удельная теплоемкость воды, c_water = 4200 Дж/(кг·°C)
Найти:
- Общее количество тепла Q, которое необходимо отнять.
Решение:
Процесс состоит из двух этапов:
1. Конденсация водяного пара в воду при температуре 100 °C.
2. Охлаждение воды от 100 °C до 5 °C.
1. Рассчитаем количество тепла, необходимое для конденсации водяного пара:
Q1 = m * L_v
Q1 = 0,1 кг * 2260000 Дж/кг
Q1 = 226000 Дж
2. Рассчитаем количество тепла, необходимое для охлаждения воды от 100 °C до 5 °C:
Q2 = m * c_water * (T_final - T_condensation)
где T_condensation = 100 °C.
Q2 = 0,1 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * (5 °C - 100 °C)
Q2 = 0,1 * 4200 * (-95)
Q2 = 0,1 * 4200 * (-95)
Q2 = -39900 Дж
Теперь сложим оба значения, чтобы получить общее количество тепла Q, которое нужно отнять:
Q_total = Q1 + Q2
Q_total = 226000 Дж + (-39900 Дж)
Q_total = 186100 Дж
Ответ:
Для получения воды с температурой 5 °C из 0,1 кг водяного пара при температуре 88 °C необходимо отнять 186100 Дж тепла.