Какое количество теплоты передано при конденсации водяного пара, взятого при температуре 100°С, если масса пара 2,5 кг; 10 кг?

Чтобы решить задачу на конденсацию водяного пара, нужно понять основные понятия и формулы, связанные с процессом фазового перехода из газа в жидкость, а также учитывать характеристики водяного пара и воды.

Основные понятия:

1. Конденсация – это процесс перехода вещества из газообразного состояния в жидкое. Этот процесс сопровождается выделением теплоты.

2. Количество теплоты (Q) – это мера энергии, переданной в процессе теплопередачи. При конденсации количество теплоты выделяется.

3. Удельная теплота парообразования ($L$) – это количество теплоты, необходимое для превращения 1 кг жидкости в пар при постоянной температуре. Для обратного процесса (конденсации) это количество теплоты выделяется. Для воды при температуре 100°С удельная теплота парообразования составляет примерно 2260 кДж/кг.

Формула для вычисления количества теплоты при конденсации:

Количество теплоты, выделяемое при конденсации, можно вычислить по формуле:
$$ Q = m \times L $$

где:
− $Q$ – количество теплоты, выделяемое при конденсации (Дж),
− $m$ – масса конденсирующегося пара (кг),
− $L$ – удельная теплота парообразования (Дж/кг).

Применение в задаче:

1. Определение массы пара ($m$): В задаче даны две различные массы пара, для каждого случая необходимо отдельно вычислить количество теплоты.

2. Подстановка в формулу:

   • Подставляем известные значения массы и удельной теплоты парообразования в формулу $Q = m \times L$ для каждого случая.

3. Единицы измерения:

   • Убедитесь, что все единицы согласованы: масса должна быть в килограммах, $L$ – в джоулях на килограмм, тогда $Q$ получится в джоулях.

Практические аспекты:

• Тепловой эффект конденсации: В реальных приложениях знание количества теплоты, выделяемого при конденсации, полезно при оценке тепловых процессов, таких как работа паровых машин, котлов, систем отопления и кондиционирования.

• Энергосбережение: Понимание процессов теплообмена и фазовых переходов помогает в разработке энергоэффективных систем.

Таким образом, следуя этой теоретической части, можно правильно подойти к решению задачи по вычислению количества теплоты, выделяемого при конденсации заданной массы водяного пара.