Для решения задачи нужно использовать формулу теплового эффекта конденсации:
Q = m * L
где Q - количество выделившейся теплоты, кДж;
m - масса водяного пара, г;
L - удельная теплота конденсации, кДж/кг.
Удельная теплота конденсации для воды при 100 °С равна 2257 кДж/кг.
Сначала найдем массу воды, которая образуется при конденсации 200 г водяного пара:
m(воды) = m(пара) = 200 г
Теперь можно найти количество выделившейся теплоты:
Q = m(воды) * L = 200 г * 2,257 кДж/кг = 451,4 кДж
Далее нужно найти количество теплоты, которое выделяется при охлаждении полученной воды от 100 °С до 20 °С. Для этого воспользуемся формулой теплообмена:
Q = c * m * ΔT
где c - удельная теплоемкость воды, кДж/(кг*°C);
ΔT - изменение температуры, °C.
Удельная теплоемкость воды приблизительно равна 4,18 кДж/(кг*°C).
Масса воды осталась той же, что и при конденсации пара - 200 г. Изменение температуры равно 100 °С - 20 °С = 80 °С.
Q = c * m * ΔT = 4,18 кДж/(кг*°C) * 200 г * 80 °С = 668,8 кДж
Итого, количество выделенной теплоты при конденсации пара и охлаждении полученной воды составляет:
Qитого = Q(конденсация) + Q(охлаждение) = 451,4 кДж + 668,8 кДж = 1120,2 кДж
Ответ: 1120,2 кДж.