Какое количество теплоты освободится при конденсации 2 кг водного пара при температуре 100 ºС и последующем охлаждении

100 ºС.

Для решения этой задачи, нам нужно учесть два процесса: конденсацию водного пара и последующее охлаждение воды. Давайте пошагово рассмотрим каждый из этих процессов.

1. Конденсация водного пара:
Во время конденсации, водный пар освобождает теплоту, которая равна произведению массы пара и его удельной теплоты парообразования.
Масса водного пара равна 2 кг, а удельная теплота парообразования составляет 2300 кДж/кг. Поэтому количество теплоты, освобождающееся при конденсации пара, можно рассчитать следующим образом:

\(q_1 = m \cdot L\)

где \(q_1\) - количество теплоты при конденсации пара,
\(m\) - масса пара,
\(L\) - удельная теплота парообразования.

Подставив значения, получаем:

\(q_1 = 2 \, \text{кг} \cdot 2300 \, \text{кДж/кг} = 4600 \, \text{кДж}\)

Итак, при конденсации 2 кг водного пара, освобождается 4600 кДж теплоты.

2. Охлаждение воды:
После конденсации пара, вода остывает с температуры 100 ºC до 30 ºC. Чтобы рассчитать количество теплоты, передаваемое при охлаждении, мы используем следующую формулу:

\(q_2 = m \cdot c \cdot \Delta T\)

где \(q_2\) - количество теплоты при охлаждении,
\(m\) - масса воды,
\(c\) - удельная теплоемкость воды,
\(\Delta T\) - изменение температуры.

Масса воды составляет также 2 кг, удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг·°С), а изменение температуры равно \(100 - 30 = 70\) ºC. Подставив значения, получаем:

\(q_2 = 2 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг·°С)} \cdot 70 \, \text{°С}\)

\(q_2 = 588000 \, \text{Дж} = 588 \, \text{кДж}\)

Итак, количество теплоты, передаваемое при охлаждении воды, равно 588 кДж.

Теперь мы можем найти общее количество теплоты, освобождающееся при конденсации пара и последующем охлаждении воды:

\(q_{\text{общ}} = q_1 + q_2\)

\(q_{\text{общ}} = 4600 \, \text{кДж} + 588 \, \text{кДж} = 5188 \, \text{кДж}\)

Итак, общее количество теплоты, освобождающееся при данном процессе, составляет 5188 кДж (килоджоулей). Округляя до целого числа, получаем окончательный ответ: 5188 кДж.