Задача решена через моменты сил. Сила натяжения Т2 стремится повернуть блок относительно его оси против часовой стрелки. А сила Т1 - по часовой. Здесь важно понять, что на самом деле сила Т2 не поворачивает блок влево - ведь блок крутится вправо под действием силы m2g. Просто мысленно прикидывается: а куда бы повернула сила Т2 этот блок, если бы она оказала решающее действие на него относительно его оси. Это просто нужно для определения знака момента. Если сила стремится повернуть тело против часовой, то её момент принято считать положительным. Это сделано для удобства по аналогии с тригонометрическим кругом (отсчёт углов против часовой стрелки является положительным). Ведь есть задачи, в которых момент силы не такой очевидный как в этой: там плечо силы может высчитываться с синуса или косинуса.
Поэтому у Т2 знак "плюс", а у Т1 - "минус".
Дано:
m = 0,1 кг
Т1 = 100 °С
Т2 = 50 °С
c = 4200 Дж/(кг*°С)
L = 2,3*10⁶ Дж/кг
Q - ?
Q' - теплота водяного пара при температуре Т1
Q1 - выделяемое паром тепло при конденсации
Q2 - теплота воды при температуре Т2
Q - искомое тепло
Водяной пар массой m, взятый при температуре Т1, должен сконденсироваться, чтобы получилась вода массой m при той же температуре. При конденсации выделится тепло, равное Q1. Затем получившаяся вода должна остыть до температуры Т2, при этом тепло, которым она будет обладать, равно Q2. Следовательно, тепло Q, которое нужно отнять от Q', равно сумме Q1 и Q2:
Q' - Q = Q' - (Q1 + Q2) | *(-1)
-Q' + Q = -Q' + (Q1 + Q2) | + Q'
Q = Q1 + Q2
Q1 = L*m
Q2 = c*m*|ΔΤ|, где |ΔΤ| = |Т2 - Т1| = Т1 - Т2 =>
=> Q2 = c*m*(T1 - T2)
Q = Q1 + Q2 = Lm + cm(T1 - T2) = m*(L + c*(T1 - T2)) = 0,1*(2,3*10⁶ + 4200*(100 - 50)) = 0,1*(2,3*10⁶ + 4200*50) = 251000 Дж = 251 кДж
ответ: 251 кДж.
