Для решения данной задачи, нам понадобятся некоторые термины и формулы. Первым термином, который нужно определить, является "теплота парообразования".
Теплота парообразования - это количество теплоты, необходимое для превращения единицы массы вещества в газовое состояние при постоянной температуре и давлении. Для воды теплота парообразования равна 2 260 кДж/кг.
Также нам понадобится формула для расчета теплоты, которую мы можем применить в данной задаче. Формула выглядит следующим образом:
Q = m * c * ΔT,
где Q - теплота, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.
Итак, чтобы решить эту задачу, мы будем проходить через несколько этапов:
Шаг 1: Определение изменения температуры. В задаче сказано, что мы хотим получить лед с температурой -20 °C, в то время как стоградусный водяной пар имеет температуру 100 °C. Следовательно, изменение температуры будет:
ΔT = -20 °C - 100 °C = -120 °C.
Шаг 2: Определение массы вещества. В задаче сказано, что у нас есть 10 кг стоградусного водяного пара.
m = 10 кг.
Шаг 3: Определение удельной теплоемкости вещества. Здесь нам понадобится учитывать, что у пара и у льда разные удельные теплоемкости. Удельная теплоемкость воды и пара равна 4.18 кДж/(кг * °C), а удельная теплоемкость льда равна 2.09 кДж/(кг * °C).
Так как в задаче у нас есть пар, то мы будет использовать удельную теплоемкость пара.
c = 4.18 кДж/(кг * °C).
Шаг 4: Подсчет теплоты. Используем формулу из шага 2 и подставим все известные значения:
Q = m * c * ΔT.
Q = 10 кг * 4.18 кДж/(кг * °C) * -120 °C.
Q = -50 160 кДж.
Таким образом, нам понадобится отнять 50 160 кДж теплоты от 10 кг стоградусного водяного пара, чтобы получить лед с температурой -20 °C.
Теплота парообразования - это количество теплоты, необходимое для превращения единицы массы вещества в газовое состояние при постоянной температуре и давлении. Для воды теплота парообразования равна 2 260 кДж/кг.
Также нам понадобится формула для расчета теплоты, которую мы можем применить в данной задаче. Формула выглядит следующим образом:
Q = m * c * ΔT,
где Q - теплота, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.
Итак, чтобы решить эту задачу, мы будем проходить через несколько этапов:
Шаг 1: Определение изменения температуры. В задаче сказано, что мы хотим получить лед с температурой -20 °C, в то время как стоградусный водяной пар имеет температуру 100 °C. Следовательно, изменение температуры будет:
ΔT = -20 °C - 100 °C = -120 °C.
Шаг 2: Определение массы вещества. В задаче сказано, что у нас есть 10 кг стоградусного водяного пара.
m = 10 кг.
Шаг 3: Определение удельной теплоемкости вещества. Здесь нам понадобится учитывать, что у пара и у льда разные удельные теплоемкости. Удельная теплоемкость воды и пара равна 4.18 кДж/(кг * °C), а удельная теплоемкость льда равна 2.09 кДж/(кг * °C).
Так как в задаче у нас есть пар, то мы будет использовать удельную теплоемкость пара.
c = 4.18 кДж/(кг * °C).
Шаг 4: Подсчет теплоты. Используем формулу из шага 2 и подставим все известные значения:
Q = m * c * ΔT.
Q = 10 кг * 4.18 кДж/(кг * °C) * -120 °C.
Q = -50 160 кДж.
Таким образом, нам понадобится отнять 50 160 кДж теплоты от 10 кг стоградусного водяного пара, чтобы получить лед с температурой -20 °C.