Какова масса сгоревшего спирта при нагревании стеклянной пробирки массой m=100г с водой массой m=200г с температурой
Какова масса сгоревшего спирта при нагревании стеклянной пробирки массой m=100г с водой массой m=200г с температурой t1=20с до кипения на спиртовке с КПД=35%? Ответ дать в граммах, округлив до целых. Удельная теплоемкость стекла и воды составляет соответственно c1=840Дж/(кг*С), c2=4200Дж/(кг*С). Удельная теплота сгорания спирта q=27МДж/кг, температура кипения tкип=100С.
Витальевна 6
Решение:1. Сначала вычислим тепловые эффекты при нагревании воды и пробирки до температуры кипения:
Пусть тепло, выделяемое при горении спирта, равно \(Q_1\). Тогда для пробирки:
\[Q_1 = mc_1(tкип - t1)\]
Для воды:
\[Q_2 = mc_2(tкип - t1)\]
2. Теперь найдем тепло, необходимое для превращения воды в пар:
\[Q_3 = mLв\]
где \(Lв\) - теплота парообразования воды при температуре кипения.
3. Суммарное тепло, выделившееся при сгорании спирта:
\[Q = Q_1 + Q_2 + Q_3\]
4. Теплота сгорания спирта \(q\), выделяющаяся на 1 кг спирта при полном сгорании, равна:
\[Q = mq\]
5. Для нахождения массы сгоревшего спирта выразим \(m\):
\[m = \frac{Q}{q}\]
6. Подставляем данные задачи:
а) Вычислим \(Q_1\) и \(Q_2\):
\[Q_1 = 100 \cdot 840 \cdot (100-20)\]
\[Q_2 = 200 \cdot 4200 \cdot (100-20)\]
б) Найдем \(Q_3\):
\[Q_3 = 200 \cdot Lв\]
в) Найдем полное тепло \(Q\):
\[Q = Q_1 + Q_2 + Q_3\]
г) Подставим полученное значение \(Q\) в формулу для нахождения \(m\):
\[m = \frac{Q}{q}\]
7. Вычислим массу сгоревшего спирта \(m\), округлив ответ до целых граммов.