Каково уменьшение внутренней энергии 200 г водяного пара при его конденсации и охлаждении до 50°С?

Умное решение задачи:

Для решения этой задачи мы должны учесть два процесса: конденсацию водяного пара и его охлаждение до заданной температуры.

1. Конденсация водяного пара:
Конденсация - это процесс перехода вещества из газообразного состояния в жидкое при определенной температуре. В данном случае, водяной пар конденсируется и превращается в жидкую воду.

Энергия, необходимая для конденсации, называется теплотой конденсации. Она зависит от массы вещества и его физических свойств. Для воды значение теплоты конденсации равно 2260 кДж/кг.

Мы имеем 200 г водяного пара, поэтому масса воды, полученной после конденсации, будет равна 200 г.

Теплота конденсации = теплота конденсации * масса воды
Теплота конденсации = 2260 кДж/кг * 0.2 кг
Теплота конденсации = 452 кДж

2. Охлаждение воды до 50 °C:
Следующая часть задачи заключается в охлаждении полученной воды до температуры 50 °C. Для этого мы должны учесть уменьшение внутренней энергии, связанной с охлаждением.

Зная массу воды и ее удельную теплоемкость, мы можем вычислить количество энергии, необходимое для ее охлаждения.

Удельная теплоемкость воды равна 4,18 кДж/кг·°C.

Количество энергии, необходимое для охлаждения воды, можно выразить следующим образом:

Количество энергии = масса воды * удельная теплоемкость воды * разница в температуре

Mы имеем 200 г воды, и нужно охладить ее с 100 °C до 50 °C (100 °C - 50 °C = 50 °C).

Количество энергии = 0.2 кг * 4.18 кДж/кг·°C * 50 °C
Количество энергии = 41.8 кДж

Следовательно, уменьшение внутренней энергии 200 г водяного пара при его конденсации и последующем охлаждении до 50 °C составляет 452 кДж + 41.8 кДж = 493.8 кДж.

Таким образом, уменьшение внутренней энергии равно 493.8 кДж.