Напишите, сколько энергии требуется для превращения массы 141 г ртути в пар при температуре 29°C (Удельная теплоемкость
Напишите, сколько энергии требуется для превращения массы 141 г ртути в пар при температуре 29°C (Удельная теплоемкость ртути = 120 Дж/кг•°C, температура кипения ртути составляет 357°C, удельная теплота парообразования ртути L = 285000 Дж/кг).
Zvonkiy_Elf 18
Для решения этой задачи, нам необходимо разбить процесс превращения массы ртути в пар на два этапа: нагревание ртути с начальной температуры до температуры кипения и парообразование ртути при постоянной температуре кипения. Давайте посмотрим более подробно на каждый этап.1. Нагревание массы ртути до температуры кипения:
Удельная теплоемкость ртути (\(c\)) составляет 120 Дж/кг•°C. Масса ртути (\(m\)) равна 141 г (или 0.141 кг), а начальная температура (\(T_1\)) равна 29°C. Температура кипения ртути (\(T_{\text{кип}}\)) составляет 357°C.
Чтобы нагреть ртуть до температуры кипения, мы должны преобразовать ее от начальной температуры до температуры кипения. Таким образом, потребуемая энергия (\(Q_1\)) может быть вычислена с помощью следующей формулы:
\[Q_1 = mc(T_{\text{кип}} - T_1)\]
где \(m\) - масса, \(c\) - удельная теплоемкость, \(T_{\text{кип}}\) - температура кипения, \(T_1\) - начальная температура.
Подставляя известные значения:
\[Q_1 = 0.141 \times 120 \times (357 - 29)\]
Вычисляя это выражение, мы получаем:
\[Q_1 = 0.141 \times 120 \times 328\]
2. Парообразование ртути при постоянной температуре кипения:
Удельная теплота парообразования ртути (\(L\)) равна 285000 Дж/кг.
Чтобы превратить ртуть в пар при температуре кипения, мы должны обеспечить достаточное количество энергии для этого парообразования. Таким образом, необходимая энергия (\(Q_2\)) определяется следующим образом:
\[Q_2 = mL\]
где \(m\) - масса, \(L\) - удельная теплота парообразования.
Подставляя известные значения:
\[Q_2 = 0.141 \times 285000\]
Вычисляя это выражение, мы получаем:
\[Q_2 = 40285\]
Теперь, чтобы найти общую энергию (\(Q\)) для превращения массы 141 г ртути в пар, мы складываем энергию, затраченную на оба этапа:
\[Q = Q_1 + Q_2\]
Подставляя значения:
\[Q = 0.141 \times 120 \times 328 + 0.141 \times 285000\]
Вычисляя это выражение, мы получаем:
\[Q = 789.768 + 40285\]
Суммируя числа, мы получаем около 41074.768 Дж (или 41075 Дж).
Таким образом, для превращения массы 141 г ртути в пар при температуре 29°C потребуется около 41075 Дж энергии.