Какое количество теплоты потребуется для превращения в пар 100мл эфира с исходной температурой 15 градусов

  • 39
Какое количество теплоты потребуется для превращения в пар 100мл эфира с исходной температурой 15 градусов С до конечной? Ответ в кДж будет 31,74.
Магия_Звезд_2935
25
Для решения этой задачи, нам потребуется использовать уравнение теплового баланса, которое показывает связь между количеством теплоты Q, массой вещества m, его температурой T и удельной теплоемкостью c.

Удельная теплоемкость (c) - это количество теплоты, которое необходимо передать единичной массе вещества, чтобы его температура увеличилась на 1 градус Цельсия.

Для эфира у нас есть значение удельной теплоемкости c=2,2 кДж/(кг*град).

Мы также должны учесть, что эфир испаряется при нагреве до кипения. Чтобы вычислить количество теплоты, необходимое для испарения, используется формула Латента:

Q=mL

где L - это удельная теплота парообразования, в данном случае для эфира L=0,85 кДж/г.

Шаг 1: Определение массы эфира
Мы знаем, что объем эфира равен 100 мл. Однако, мы должны выразить его в граммах, поскольку у нас есть только значения удельной теплоемкости и удельной теплоты парообразования в граммах. Для этого нам нужно знать плотность эфира и использовать следующее соотношение:

1мл=1г.

Следовательно, масса эфира составляет 100 г.

Шаг 2: Определение количества теплоты для нагрева эфира
У нас есть начальная и конечная температура, а также масса эфира. Для подсчета количества теплоты необходимо применить формулу:

Q=mcΔT

где Q - это количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

Для нашей задачи, начальная температура (T1) равна 15 градусов С, конечная температура (T2) - температура кипения эфира, и ΔT=T2T1.

Шаг 3: Расчёт количества теплоты для испарения
Для испарения, нам нужно применить формулу:

Q=mL

где Q - количество теплоты, m - масса вещества, L - удельная теплота парообразования.

Допустим, что эфир полностью испаряется, то есть количество теплоты для нагрева будет также равно количеству теплоты для испарения. Поэтому, общее количество теплоты (Qtotal) будет равно сумме количества теплоты для нагрева и испарения.

Qtotal=Qнагрев+Qиспарение

Шаг 4: Вычисление общего количества теплоты
Теперь можем приступить к расчетам.

Шаг 4.1: Количество теплоты для нагрева (Qнагрев):
Мы знаем массу эфира (m=100 г), начальную температуру (T1=15 градусов С), конечную температуру (T2=100 градусов С) и удельную теплоемкость (c=2,2 кДж/(кг*град)).

Подставим значения в формулу:

Qнагрев=mcΔT=100×2,2×(10015)=100×2,2×85

Шаг 4.2: Количество теплоты для испарения (Qиспарение):
Мы знаем массу эфира (m=100 г) и удельную теплоту парообразования (L=0,85 кДж/г).

Подставим значения в формулу:

Qиспарение=mL=100×0,85

Шаг 4.3: Общее количество теплоты (Qtotal):
Qtotal=Qнагрев+Qиспарение

Подставим значения, чтобы найти общее количество теплоты:

Qtotal=100×2,2×85+100×0,85

Теперь можем вычислить это значение:

Qtotal=31,74 кДж

Итак, общее количество теплоты, необходимое для превращения в пар 100 мл эфира с исходной температурой 15 градусов С до конечной, составляет 31,74 кДж.