Какой объем керосина нужно сжечь, чтобы испарить 100 грамм воды, взятой при температуре 50 градусов, возвращая

Синица

21

Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся знания о теплоте испарения и изменении состояния вещества.

Теплота испарения — это количество теплоты, которое необходимо передать веществу, чтобы превратить его из жидкого состояния в газообразное при постоянной температуре. Для воды значение теплоты испарения составляет примерно 40,7 кДж/моль.

Мы знаем, что чтобы испарить 100 грамм воды, нам нужно возвращать 50 единиц тепла. Один моль воды составляет 18 грамм, поэтому чтобы найти количество материала (керосина), необходимое для испарения 100 грамм воды, мы должны рассчитать количество молей воды и умножить его на теплоту испарения.

1. Найдем количество молей воды:
\[n = \frac{m}{M}\]
где \(m\) — масса воды, \(M\) — молярная масса воды. В данном случае \(m = 100\) г и \(M = 18\) г/моль. Подставим значения:
\[n = \frac{100}{18} = 5.56 \approx 5.6 \text{ моль}\]

2. Теперь мы можем найти количество теплоты, необходимое для испарения 5.6 моль воды:
\[Q = n \cdot \Delta H\]
где \(Q\) — количество теплоты, \(n\) — количество молей, \(\Delta H\) — теплота испарения воды. Подставим значения:
\[Q = 5.6 \cdot 40.7 = 228.92 \approx 229 \text{ кДж}\]

3. Для нахождения объема керосина мы можем использовать энергию сгорания керосина, которая обычно составляет около 43 МДж/кг. Преобразуем это значение в кДж/г, разделив его на 1000:
\[E = 43 \cdot 10^3 \text{ кДж/кг} = 43 \text{ кДж/г}\]

4. Теперь можем найти массу керосина, зная, что количество энергии сгорания равно потребляемому количеству тепла:
\[m_{\text{керосина}} = \frac{Q}{E}\]
Подставим значения:
\[m_{\text{керосина}} = \frac{229}{43} = 5.33 \approx 5.3 \text{ г}\]

Таким образом, чтобы испарить 100 грамм воды при температуре 50 градусов, возвращая 50 единиц тепла, необходимо сжечь примерно 5.3 грамма керосина.