Сколько ртути нужно для выделения 240 кДж теплоты при конденсации паров ртути?

Радужный_Ураган

25

Для решения данной задачи, нам потребуется знать физические свойства ртути и использовать формулу, связанную с процессом конденсации пара. Давайте рассмотрим этот шаг за шагом.

1. Шаг: Ищем физические свойства ртути, чтобы использовать их в решении задачи.
Плотность ртути: \(\rho_{Hg} = 13.534\, \text{г/см}^3\) (масса ртути на единицу объема)
Теплота конденсации пара ртути: \(Q = 289.68 \, \text{Дж/г}\) (энергия, которую необходимо передать 1 г пара ртути, чтобы перейти из газообразного состояния в жидкое состояние)

2. Шаг: Используем известные значения для решения задачи.
В нашем случае, нам дано количество выделяемой теплоты: \(Q_{\text{выдел}} = 240 \, \text{кДж}\).
Также существует связь между выделенной теплотой и массой ртути:
\(Q_{\text{выдел}} = m \cdot Q\), где \(m\) - масса ртути.

3. Шаг: Подставляем известные значения в формулу и решаем уравнение.
Переведем выделенную теплоту в граммы: \(240 \, \text{кДж} = 240 \cdot 10^3 \, \text{Дж} = 240 \cdot 10^3 \, \text{г} \cdot \text{м/г} \cdot 10^{-6} \, \text{кДж/Дж}\)
Здесь мы используем факт, что 1 кДж = 1000 Дж.
Теперь можно выразить массу ртути, подставив известные значения в уравнение:
\(240 \cdot 10^3 \, \text{г} \cdot \text{м/г} \cdot 10^{-6} \, \text{кДж/Дж} = m \cdot 289.68 \, \text{Дж/г}\)

4. Шаг: Решаем уравнение и находим массу ртути.
\(m = \frac{240 \cdot 10^3 \, \text{г} \cdot \text{м/г} \cdot 10^{-6} \, \text{кДж/Дж}}{289.68 \, \text{Дж/г}}\)

Давайте вычислим это значение.

Умножим числитель дроби:
\(240 \cdot 10^3 \, \text{г} \cdot \text{м/г} \cdot 10^{-6} \, \text{кДж/Дж} = 240 \cdot 10^3 \, \text{г} \cdot \text{м/г} \cdot 10^{-6} \, \text{кг/Дж}\)

Так как в числителе у нас получилась килограмм, а в знаменателе Джоули, то нужно провести преобразование единиц измерения:
\(m = \frac{240 \cdot 10^3 \, \text{г} \cdot \text{м/г} \cdot 10^{-6} \, \text{кг/Дж}}{289.68 \, \text{Дж/г}} = \frac{24 \cdot 10^4 \, \text{г} \cdot \text{м/г}}{2.8968 \cdot 10^{-1} \, \text{г/Дж}}\)

Разделим числитель на знаменатель:
\(m = \frac{24 \cdot 10^4 \, \text{г} \cdot \text{м/г}}{2.8968 \cdot 10^{-1} \, \text{г/Дж}} \approx 8296.16 \, \text{г}\)

Ответ: Для выделения 240 кДж теплоты при конденсации паров ртути потребуется около 8296.16 г ртути.