При 373 К конденсируется 0,430 кг водяного пара. Теплота испарения воды 2253 кДж/кг. Вычислите работу, тепловой эффект и изменение внутренней энергии при конденсации данного количества водяного пара,если считая его иделаьным

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для вычисления работы, теплового эффекта и изменения внутренней энергии при конденсации водяного пара воспользуемся первым законом термодинамики:
Q = ΔU + W

где:
Q - количество теплоты, поглощенной или отданной системой,
ΔU - изменение внутренней энергии системы,
W - работа, совершенная (в данном случае работа совершается над системой).

Для начала вычислим количество теплоты, поглощенное при конденсации 0,430 кг водяного пара:
Q = m * λ,
где:
m - масса водяного пара,
λ - теплота испарения воды.

Q = 0,430 кг * 2253 кДж/кг = 968,19 кДж

Теперь вычислим работу, совершенную при конденсации водяного пара. Так как при конденсации обратное объемное смещение, работу будем считать положительной:
W = -P * ΔV,
где:
P - давление,
ΔV - изменение объема.

Для идеального газа справедливо уравнение состояния:
P V = n R * T,
где:
V - объем,
n - количество вещества,
R - универсальная газовая постоянная,
T - температура.

Из вводных данных у нас есть только масса водяного пара. Для расчета объема, нам нужно знать объем пара при начальной и конечной точках. Предположим, что начальный объем газа равен V1, а конечный (после конденсации) равен V2:

W = P * (V1 - V2)

Поскольку начальное давление и конечное давление нам неизвестны, а также начальный объем V1, нам трудно вычислить работу, совершенную при конденсации.

Теперь найдем изменение внутренней энергии системы:
ΔU = Q - W
ΔU = 968,19 кДж

Таким образом, изменение внутренней энергии системы при конденсации водяного пара равно 968,19 кДж.