Определить, какое количество теплоты отдает в окружающую среду водяной пар массой 200 г и температурой 100°С при превращении в воду с температурой 20°С.

Дано:

$$m = 0,2 \text{ кг}$$ $$t_k = 100^\circ \text{C}$$ $$r = 2,3 \cdot 10^6 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$$ $$c = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot ^\circ \text{C}}$$ $$t_0 = 20^\circ \text{C}$$ $$Q = ?$$

Решение:

Тепло будет отдаваться веществом на двух этапах:

а) при конденсации пара:

$$Q_1 = -r \cdot m$$

б) при охлаждении воды от температуры кипения до $$t_1 = 20^\circ \text{C}$$:

$$Q_2 = cm(t_1 - t_k)$$.

Таким образом:

$$Q = Q_1 + Q_2 = -rm + cm(t_1 - t_k)$$.

$$Q = -2,3 \cdot 10^6 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 0,2 \text{ кг} + 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot ^\circ \text{C}} \cdot 0,2 \text{ кг} \cdot (20^\circ \text{C} - 100^\circ \text{C}) = -5,27 \cdot 10^5 \text{ Дж}$$.

Ответ: $$Q = -5,27 \cdot 10^5 \text{ Дж}$$.