Сколько теплоты выделяется при конденсации 8 кг водяного пара с температурой 100°С и остывании образовавшейся воды

Для решения данной задачи нам понадобятся некоторые физические формулы и уравнения. Давайте пошагово рассмотрим решение задачи.

Шаг 1: Найдем количество теплоты, выделяющейся при конденсации 8 кг водяного пара. Для этого воспользуемся формулой связи теплоты и массы вещества:
\[Q = m \cdot L\]
где \(Q\) - количество теплоты (в джоулях), \(m\) - масса вещества (в кг), \(L\) - удельная теплота конденсации (в Дж/кг).

Удельная теплота конденсации воды составляет около 2260 Дж/кг.

Подставляя в нашу формулу значения, получаем:
\[Q = 8 \, \text{кг} \cdot 2260 \, \text{Дж/кг} = 18080 \, \text{Дж}\]

Таким образом, при конденсации 8 кг водяного пара выделяется 18080 Дж теплоты.

Шаг 2: Теперь рассмотрим остывание образовавшейся воды. Для этого воспользуемся формулой связи теплоты с изменением температуры:
\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T\]
где \(Q\) - количество теплоты (в джоулях), \(m\) - масса вещества (в кг), \(c\) - удельная теплоемкость вещества (в Дж/кг·°C), \(\Delta T\) - изменение температуры (в °C).

Удельная теплоемкость воды составляет около 4186 Дж/кг·°C.

Для нашей задачи масса воды равна 8 кг, а изменение температуры равно разнице между исходной и конечной температурами, то есть 100°C - 20°C = 80°C.

Подставляя значения в формулу, получаем:
\[Q = 8 \, \text{кг} \cdot 4186 \, \text{Дж/кг·°C} \cdot 80 \, \text{°C} = 2670080 \, \text{Дж}\]

Таким образом, при остывании образовавшейся воды до 20°C выделяется 2670080 Дж теплоты.

Шаг 3: Построим график процесса. На графике по оси абсцисс отложим количество теплоты в джоулях, а по оси ординат - время в секундах.

Учитывая, что конденсация происходит мгновенно и все количество теплоты выделяется сразу, высота столбика на графике будет равна 18080 Дж.

Остывание образовавшейся воды до 20°C займет определенное время, которое зависит от условий остывания. К сожалению, в задаче не указано время остывания, поэтому мы не можем построить точный график.

Однако, если мы знаем, что остывание происходит достаточно быстро, то можно принять, что остывание также происходит мгновенно, и столбик на графике будет иметь высоту 2670080 Дж.

График этого процесса будет состоять из двух столбиков одной ширины, соответствующих конденсации и остыванию воды.

Для лучшего понимания предлагаю представить график в виде ASCII-арт:

       |            |

18080Дж|            |

       |            |

       |____________|

       Конденсация



       |            |

2670080Дж|            |

       |            |

       |____________|

       Остывание до 20°С



       Время        Время

Этот график наглядно иллюстрирует процесс конденсации и остывания воды, а также количество выделяемой теплоты.

Надеюсь, данное объяснение и построение графика помогли вам понять данный процесс. Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать!