Сколько теплоты выделилось при охлаждении 100 г ртути от 407 °С до температуры кипения и последующем конденсации?

Хорошо, давайте решим данную задачу пошагово и подробно.

Для начала, определим изменение температуры ртути. Мы знаем, что начальная температура составляет 407 °C, а конечная - температура кипения ртути, равная 356 °C.

$\mathrm{\Delta }T=T_{\text{конечная}}-T_{\text{начальная}}=356°C-407°C=-51°C$

Так как мы имеем охлаждение, изменение температуры будет отрицательным, а величина $\mathrm{\Delta }T$ равна модулю разности температур.

Вторым шагом решения задачи является вычисление количества теплоты, выделившейся при охлаждении ртути. Для этого будем использовать удельную теплоемкость ртути.

Формула для вычисления количества теплоты:
$Q=m\cdot c\cdot \mathrm{\Delta }T$,
где $Q$ - количество теплоты, $m$ - масса вещества, $c$ - удельная теплоемкость вещества, $\mathrm{\Delta }T$ - изменение температуры.

Масса ртути равна 100 г (0.1 кг). Удельная теплоемкость ртути равна 140 дж/(кг*°C). Подставим все значения в формулу.

$Q=0.1\cdot 140\cdot (-51)$

После подстановки значений в формулу и вычисления получаем:

$Q=-714\text{Дж}$

Из анализа полученного результата видно, что количество теплоты, выделившейся при охлаждении, равно -714 Дж. Отрицательное значение говорит о том, что теплота выделилась окружающей среде в процессе охлаждения ртути.

Чтобы продолжить решение задачи и учесть последующую конденсацию, нам необходимо учесть также удельную теплоту парообразования ртути.

Удельная теплота парообразования ртути равна $0.3\times {10}^6$ Дж/кг. Это означает, что для превращения 1 кг ртути из жидкого состояния в пар необходимо затратить $0.3\times {10}^6$ Дж теплоты.

Теперь рассмотрим конденсацию ртути. По условию, ртуть конденсируется при ее температуре кипения (т.е. 356 °C). При конденсации пара ртути выделяется теплота, равная удельной теплоте парообразования, умноженной на массу ртути.

Масса ртути остается той же (100 г или 0.1 кг), а значит, количество теплоты, выделившейся при конденсации ртути, равно:

$Q_{\text{конденсация}}=m\cdot L$,
где $Q_{\text{конденсация}}$ - количество теплоты при конденсации пара ртути, $m$ - масса вещества, $L$ - удельная теплота парообразования вещества.

Подставим значения в формулу:

$Q_{\text{конденсация}}=0.1\cdot 0.3\times {10}^6$

После подстановки и вычисления получаем:

$Q_{\text{конденсация}}=30000\text{Дж}$

Итак, количество теплоты, выделившейся при конденсации ртути, равно 30000 Дж.

Таким образом, в задаче сначала выделилось -714 Дж при охлаждении ртути, а затем выделилось 30000 Дж при конденсации пара ртути.

Надеюсь, эта подробная и пошаговая информация помогла вам разобраться в решении задачи. Если у вас возникнут еще вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь спрашивать!