3. Какое количество теплоты выделится при конденсации 2 кг пара, взятого при температуре кипения, и последующего охлаждения воды до 40 °С при нормальном атмосферном давлении? Ответ выразите в килоджоулях.

Для решения этой задачи необходимо рассчитать количество теплоты, которое выделится при конденсации пара и последующем охлаждении образовавшейся воды. Сначала рассчитаем количество теплоты (Q_1), которое выделится при конденсации 2 кг пара при температуре кипения (100°C). Удельная теплота парообразования воды (r = 2.3 \times 10^6) Дж/кг. \[Q_1 = m \cdot r = 2 \text{ кг} \cdot 2.3 \times 10^6 \text{ Дж/кг} = 4.6 \times 10^6 \text{ Дж}\] Затем рассчитаем количество теплоты (Q_2), которое выделится при охлаждении 2 кг воды от 100°C до 40°C. Удельная теплоёмкость воды (c = 4200) Дж/(кг·°C). \[Q_2 = m \cdot c \cdot \Delta T = 2 \text{ кг} \cdot 4200 \text{ Дж/(кг} \cdot \text{°C)} \cdot (100 - 40) \text{°C} = 2 \cdot 4200 \cdot 60 \text{ Дж} = 504000 \text{ Дж} = 5.04 \times 10^5 \text{ Дж}\] Общее количество теплоты (Q) равно сумме (Q_1) и (Q_2): \[Q = Q_1 + Q_2 = 4.6 \times 10^6 \text{ Дж} + 5.04 \times 10^5 \text{ Дж} = 5.104 \times 10^6 \text{ Дж}\] Переведем ответ в килоджоули: \[Q = 5.104 \times 10^6 \text{ Дж} = 5104 \text{ кДж}\] Ответ: 5104