Сколько спирта нужно сжечь, чтобы превратить 900 г воды, взятой при температуре кипения, в пар? Запишите ответ

Магнитный_Магнат

58

Чтобы решить данную задачу, мы должны учесть два процесса: нагревание воды до точки кипения и последующее превращение воды в пар. Давайте рассмотрим каждый процесс по отдельности и затем объединим результаты.

1. Нагревание воды до точки кипения:
Удельная теплоемкость воды составляет 4200 Дж/(кг·°C), что означает, что для нагревания 1 кг воды на 1 градус Цельсия нужно 4200 Дж.
Масса воды, которую мы имеем, составляет 900 г. Разность температур между начальной температурой (которая не указана, но предположим, что она равна 20 °C) и температурой кипения (100 °C) равна 80 °C.
Таким образом, тепло, необходимое для нагревания этой воды составляет:
\[Q_1 = масса \times удельная\;теплоемкость \times \Delta T\]
\[Q_1 = 900 \times 4200 \times 80\]
\[Q_1 = 30240000\] (Дж)

2. Превращение воды в пар:
Удельная теплота парообразования воды составляет 2300 кДж/кг, что означает, что чтобы превратить 1 кг воды в пар, нужно 2300 кДж.
Масса воды, которую мы имеем, равна 900 г (0.9 кг).
Тепло, необходимое для превращения этой воды в пар, составляет:
\[Q_2 = масса \times удельная\;теплота\;парообразования\]
\[Q_2 = 0.9 \times 2300\]
\[Q_2 = 2070\] (кДж)

Теперь мы можем объединить результаты обоих процессов:
Всего необходимое тепло для превращения 900 г воды в пар будет:
\[Q_{total} = Q_1 + Q_2\]
\[Q_{total} = 30240000 + 2070\]
\[Q_{total} = 30242070\] (Дж)

Теперь осталось найти сколько спирта нужно сжечь, чтобы выделить такое количество тепла:
Удельная теплота сгорания спирта составляет 27 МДж/кг, что означает, что 1 кг спирта выделяет 27 МДж тепла.
Мы ищем, сколько граммов спирта нужно, поэтому необходимо перейти от джоулей к мегаджоулям:
\[Q_{total} = 30.242070 МДж\]
Теперь мы можем найти массу спирта:
\[масса\;спирта = \frac{Q_{total}}{удельная\;теплота\;сгорания\;спирта}\]
\[масса\;спирта = \frac{30.242070}{27}\]
\[масса\;спирта ≈ 1.120447963\] (кг)

Наконец, округлим результат до целого числа по правилам округления:
Масса спирта, которую нужно сжечь, чтобы превратить 900 г воды в пар, округляется до 1 кг.

Итак, чтобы превратить 900 г воды в пар, нам понадобится примерно 1 кг спирта.