1. Рассчитать количество теплоты, которое выделит 2 кг пара при 100 градусов, если этот пар обратить в воду и охладить полученную воду до 0 градусов?
2. Укажите количество теплоты необходимы для того, чтобы 1 кг льда при температуре -10 градусов обратить в пар при 100 градусов?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для расчета количества теплоты необходимо использовать удельные теплоемкости воды и пара:
Удельная теплоемкость воды - 4200 Дж/(кг*°C)Удельная теплоемкость пара - 2010 Дж/(кг*°C)

Сначала найдем количество теплоты, которое выделит 2 кг пара при 100 градусах, чтобы обратить его в воду при 100 градусах:
Q1 = m c Δt, где
m = 2 кг - масса пара,
c = 2010 Дж/(кг*°C) - удельная теплоемкость пара,
Δt = (100 - 0) = 100 градусов - изменение температуры.

Q1 = 2 2010 100 = 402000 Дж

Далее найдем количество теплоты, необходимое для охлаждения полученной воды до 0 градусов:
Q2 = m c Δt, где
m = 2 кг - масса воды,
c = 4200 Дж/(кг*°C) - удельная теплоемкость воды,
Δt = (100 - 0) = 100 градусов - изменение температуры.

Q2 = 2 4200 100 = 840000 Дж

Полное количество теплоты, выделенное при изменении состояния пара в воду и охлаждении воды до 0 градусов, равно сумме Q1 и Q2:
Q = Q1 + Q2 = 402000 + 840000 = 1242000 Дж

Итак, количество теплоты, которое выделит 2 кг пара при 100 градусах, чтобы обратить его в воду и охладить полученную воду до 0 градусов, составляет 1242000 Дж.

Для обратного процесса, необходимо учесть удельные теплоты плавления льда и испарения воды:
Удельная теплота плавления льда - 333.5 кДж/кгУдельная теплота испарения воды - 2257 кДж/кг

Сначала найдем количество теплоты, необходимое для плавления 1 кг льда при -10 градусах:
Q1 = m * Lf, где
m = 1 кг - масса льда,
Lf = 333.5 кДж/кг - удельная теплота плавления льда.

Q1 = 1 * 333.5 = 333.5 кДж

Далее найдем количество теплоты, необходимое для нагрева льда от 0 градусов до 100 градусов:
Q2 = m c Δt, где
m = 1 кг - масса льда,
c = 4200 Дж/(кг*°C) - удельная теплоемкость воды,
Δt = 100 градусов - разность температур.

Q2 = 1 4200 100 = 420000 Дж

И, наконец, найдем количество теплоты для испарения воды при 100 градусах:
Q3 = m * Lv, где
m = 1 кг - масса воды,
Lv = 2257 кДж/кг - удельная теплота испарения воды.

Q3 = 1 * 2257 = 2257 кДж

Полное количество теплоты, необходимое для превращения 1 кг льда при -10 градусах в пар при 100 градусах, равно сумме всех трех этапов:
Q = Q1 + Q2 + Q3 = 333.5 + 420000 + 2257 = 423590.5 кДж

Таким образом, для обратного процесса потребуется 423590.5 кДж теплоты.