Сколько энергии высвободится при конденсации водяного пара весом 10 кг с температуры 100 °С и охлаждении получившейся

Для решения данной задачи нам потребуются несколько концепций и уравнений из термодинамики.

Сначала посчитаем количество теплоты, которое высвободится при конденсации водяного пара. Для этого мы можем использовать уравнение теплового баланса:

\[Q = m \cdot L\]

где \(Q\) - количество теплоты, \(m\) - масса вещества, \(L\) - удельная теплота конденсации.

Масса водяного пара равна 10 кг, но чтобы перевести ее в граммы (чтобы соответствовать удельной теплоте конденсации), нужно умножить на 1000:

\[m = 10 \cdot 1000 = 10000 \text{ г}\]

Удельная теплота конденсации \(L\) воды равна 2260 Дж/г. Теперь мы можем вычислить количество теплоты \(Q\):

\[Q = 10000 \cdot 2260 = 22600000 \text{ Дж}\]

Это количество теплоты высвободится при конденсации водяного пара.

Теперь нужно вычислить количество теплоты, которое высвободится при охлаждении получившейся воды. Для этого мы можем использовать следующее уравнение:

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

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

Масса воды осталась такой же, равной 10000 г. Удельная теплоемкость воды \(c\) равна приблизительно 4.18 Дж/г·°C. Температура изменилась на \(100 - 75 = 25\) °C. Теперь мы можем вычислить количество теплоты \(Q\):

\[Q = 10000 \cdot 4.18 \cdot 25 = 10450000 \text{ Дж}\]

Таким образом, при охлаждении получившейся воды высвободится 10450000 Дж теплоты.

Теперь мы можем вычислить общее количество теплоты, которое высвободится при конденсации водяного пара и охлаждении получившейся воды:

\[Q_{\text{общ}} = 22600000 + 10450000 = 33050000 \text{ Дж}\]

Теперь сравним полученное значение с предложенными вариантами ответов:

1) 8000 кДж - Этот вариант ответа явно меньше, чем полученное нами значение 33050000 Дж. Ответ неверный.

2) 200000 кДж - Этот вариант ответа также меньше, чем полученное нами значение 33050000 Дж. Ответ неверный.

3) 18000 кДж - Этот вариант ответа также меньше, чем полученное нами значение 33050000 Дж. Ответ неверный.

4) 24050 - Этот вариант ответа уже больше предыдущих, но все еще меньше, чем полученное нами значение 33050000 Дж. Ответ неверный.

Таким образом, правильный ответ на задачу - ответ 33050000 Дж для общего количества высвобожденной энергии.