Сколько энергии будет выделено при переходе водяного пара массой 500 г в жидкое состояние и охлаждении его до

Для решения этой задачи нам понадобится знание о фазовых переходах и удельной теплоте парообразования.

Первым шагом необходимо выяснить, сколько энергии потребуется для перехода воды из жидкого состояния в парообразное. Для этого мы используем формулу:

\[ Q = m \cdot L_v \]

где \( Q \) - количество теплоты, \( m \) - масса вещества, \( L_v \) - удельная теплота парообразования.

Удельная теплота парообразования для воды составляет около 2260 кДж/кг. Так как у нас дана масса водяного пара, равная 500 г, мы можем перевести её в килограммы, разделив на 1000:

\[ m = 500 \ г = 500 \cdot \frac{1}{1000} \ = 0,5 \ кг \]

Подставляя данные в формулу, получаем:

\[ Q = 0,5 \cdot 2260 \ = 1130 \ кДж \]

Теперь, когда мы знаем количество энергии, потраченное на парообразование, нам нужно выяснить, сколько энергии будет выделяться при охлаждении этого пара до 68 °C. Для этого мы используем формулу:

\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]

где \( c \) - удельная теплоемкость вещества, \( \Delta T \) - изменение температуры.

Удельная теплоемкость водяного пара равна примерно 2,03 кДж/(кг·°C). Мы знаем, что пар должен охладиться от температуры кипения до 68 °C, то есть на \( 100 - 68 = 32 \ °C \).

Подставляя данные в формулу, мы получаем:

\[ Q = 0,5 \cdot 2,03 \cdot 32 \ = 32,48 \ кДж \]

Теперь нам нужно вычислить общую энергию, используя закон сохранения энергии. При переходе из парообразного состояния в жидкое состояние энергия, выделяемая при охлаждении пара, равна энергии, потраченной на его парообразование:

\[ Q_{\text{общ}} = Q_{\text{парообразование}} + Q_{\text{охлаждение}} = 1130 + 32,48 = 1162,48 \ кДж \]

Теперь мы должны выбрать правильный ответ:

1) 457,5 кДж
2) 462,5 кДж
3) 566 кДж

На основе наших рассчетов можно видеть, что общая энергия равна 1162,48 кДж. Ни один из предложенных вариантов не совпадает с этим ответом, поэтому ни один вариант не является правильным.