Какая доля энергии, выделенной при сгорании спирта, была потрачена бесполезно, если при нагревании воды массой 0,18

Izumrudnyy_Pegas

57

Для решения этой задачи нам потребуется знание удельной теплоты сгорания спирта и удельной теплоемкости воды, а также применение формулы для расчета выделенной энергии и потраченной бесполезно энергии.

Удельная теплота сгорания спирта составляет 27,0 МДж/кг (мегаджоулей на килограмм), а масса сожженного спирта равна 7,5 мл. Для расчета выделенной энергии при сгорании спирта мы должны умножить массу на удельную теплоту сгорания. Однако нам нужно выразить массу в килограммах. Зная, что плотность спирта составляет около 0,79 г/мл (грамм на миллилитр), мы можем использовать простое преобразование единиц для перевода миллилитров в килограммы.

7,5 мл * 0,79 г/мл = 5,925 г (грамм)

Чтобы перевести граммы в килограммы, мы делим на 1000:

5,925 г / 1000 = 0,005925 кг (килограмм)

Теперь мы можем рассчитать выделенную энергию при сгорании спирта:

Выделенная энергия = масса * удельная теплота сгорания
Выделенная энергия = 0,005925 кг * 27,0 МДж/кг

Прежде чем продолжить расчеты, переведем мегаджоули (МДж) в джоули (Дж), умножив на 1 МДж = 10^6 Дж:

Выделенная энергия = 0,005925 кг * 27,0 МДж/кг * 10^6 Дж/МДж
Выделенная энергия = 0,005925 кг * 27,0 * 10^6 Дж

Теперь посчитаем изменение температуры воды:

Изменение температуры = конечная температура - начальная температура
Изменение температуры = 96°C - 18°C
Изменение температуры = 78°C

Теплоемкость воды составляет 4,2 * 10^3 Дж/кг * °C. Для расчета потраченной бесполезно энергии мы должны умножить массу воды, изменение температуры и удельную теплоемкость воды:

Потраченная бесполезно энергия = масса * удельная теплоемкость воды * изменение температуры
Потраченная бесполезно энергия = 0,18 кг * 4,2 * 10^3 Дж/кг * °C * 78°C

Прежде чем продолжить расчеты, умножим коэффициенты:

Потраченная бесполезно энергия = 0,18 * 4,2 * 10^3 * 78 Дж

Теперь, чтобы найти долю энергии, которая была потрачена бесполезно, мы делим потраченную бесполезно энергию на выделенную энергию и умножаем на 100%:

Доля энергии, потраченной бесполезно = (Потраченная бесполезно энергия / Выделенная энергия) * 100%

Для расчета сначала найдем значение выражения в скобках:

(Потраченная бесполезно энергия / Выделенная энергия) = (0,18 * 4,2 * 10^3 * 78 Дж) / (0,005925 кг * 27,0 * 10^6 Дж)

Теперь вычислим долю энергии, потраченной бесполезно:

Доля энергии, потраченной бесполезно = [(0,18 * 4,2 * 10^3 * 78 Дж) / (0,005925 кг * 27,0 * 10^6 Дж)] * 100%

Теперь остается только вычислить это выражение с помощью калькулятора:

Доля энергии, потраченной бесполезно ≈ 0,625%

Итак, ответ составляет около 0,625%. Это означает, что примерно 0,625% энергии, выделенной при сгорании спирта, было потрачено бесполезно.