Какая будет масса сгоревшего спирта, если 35 стеклянную пробирку с водой массой 200 г и начальной температурой 20∘C

Utkonos

51

Для решения этой задачи, нам необходимо учесть потери тепла при нагревании воды, с учетом КПД спиртовки.

Давайте разобьем решение на несколько шагов:

Шаг 1: Рассчитаем количество теплоты, которое необходимо передать воде для нагрева от начальной температуры до температуры кипения.

Для этого воспользуемся формулой:
\( Q_1 = m_1 \cdot c_1 \cdot \Delta T_1 \)

где:
\( Q_1 \) - количество теплоты, \( m_1 \) - масса воды, \( c_1 \) - удельная теплоемкость воды, \( \Delta T_1 \) - изменение температуры.

Масса воды \( m_1 = 200 \) грамм, удельная теплоемкость воды \( c_1 = 4200 \) Дж/(кг⋅∘C), а изменение температуры \( \Delta T_1 = 100 - 20 = 80 \) ∘C.

Подставим значения в формулу:
\( Q_1 = 200 \cdot 4200 \cdot 80 \)

Выполним вычисления:
\( Q_1 = 6,720,000 \) Дж.

Шаг 2: Теперь рассчитаем количество теплоты, которое выделилось при сгорании спирта.

Используем формулу:
\( Q_2 = m_2 \cdot Q_{\text{сгорания}} \)

где:
\( Q_2 \) - количество теплоты, выделившееся при сгорании спирта, \( m_2 \) - масса спирта, \( Q_{\text{сгорания}} \) - теплота сгорания спирта.

Теплота сгорания спирта \( Q_{\text{сгорания}} = 27 \) МДж/кг. Но нам нужно перевести ее в Дж, так как все остальные значения указаны в Дж.

1 МДж = \( 10^6 \) Дж.

\( Q_{\text{сгорания}} = 27 \times 10^6 \) Дж/кг.

Теперь нам необходимо найти массу спирта.

Для этого воспользуемся формулой:
\( Q_2 = m_2 \cdot Q_{\text{сгорания}} \)

\( Q_2 = 6,720,000 \) Дж (значение, найденное на предыдущем шаге).

Подставим значения и найдем массу спирта:
\( 6,720,000 = m_2 \cdot 27 \times 10^6 \)

Выразим \( m_2 \):
\( m_2 = \frac{6,720,000}{27 \times 10^6} \) кг.
\( m_2 = 0.24815 \) кг. (округляем до пяти знаков после запятой).

Обратите внимание, что данная масса выражена в килограммах, а нам нужно округлить до целых граммов. Переведем кг в г, учитывая, что 1 кг = 1000 г.

\( m_2 = 0.24815 \times 1000 \) г.
\( m_2 = 248.15 \) г.

Таким образом, масса сгоревшего спирта равна 248 г. (округляем до целых граммов).

Надеюсь, решение было понятным и подробным! Если есть дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать!