Яка кількість енергії була витрачена на прогрівання 500 г спирту масою 50°C до температури кипіння та на перетворення

Zoloto

35

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать две формулы: формулу для расчета количества теплоты, затраченной на нагревание вещества, и формулу для расчета количества теплоты, затраченной на испарение вещества.

1. Расчет количества теплоты, затраченной на нагревание вещества:
\(Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T\),
где \(Q_1\) - количество теплоты (в Дж),
\(m\) - масса вещества (в кг),
\(c\) - удельная теплоемкость вещества (в Дж/кг·°C),
\(\Delta T\) - изменение температуры (в °C).

Масса спирта составляет 500 г или 0.5 кг, удельная теплоемкость спирта примерно равна 2.5 Дж/г·°C, а изменение температуры равно разнице между температурой кипения (100 °C) и начальной температурой (50 °C).

Подставим известные значения в формулу и рассчитаем количество теплоты, затраченное на нагревание вещества:
\(Q_1 = 0.5 \, \text{кг} \cdot 2.5 \, \text{Дж/г·°C} \cdot (100 - 50) \, \text{°C}\).

2. Расчет количества теплоты, затраченной на испарение вещества:
\(Q_2 = m \cdot L\),
где \(Q_2\) - количество теплоты (в Дж),
\(m\) - масса испарившегося вещества (в кг),
\(L\) - удельная теплота испарения вещества (в Дж/кг).

Для спирта удельная теплота испарения примерно равна 853 Дж/г.

Мы знаем, что в результате нагревания спирта он испаряется полностью, поэтому масса испарившегося вещества равна массе исходного вещества.

Подставим известные значения в формулу и рассчитаем количество теплоты, затраченное на испарение вещества:
\(Q_2 = 0.5 \, \text{кг} \cdot 853 \, \text{Дж/г}\).

3. Расчет общего количества теплоты:
Общее количество теплоты, затраченное на прогревание и испарение спирта, равно сумме \(Q_1\) и \(Q_2\):
\(Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2\).

Подставим рассчитанные значения \(Q_1\) и \(Q_2\) и сложим их, чтобы получить общее количество теплоты.

Таким образом, чтобы решить данную задачу, необходимо рассчитать значения \(Q_1\) и \(Q_2\) и сложить их. Выполним расчеты:

\(Q_1 = 0.5 \, \text{кг} \cdot 2.5 \, \text{Дж/г·°C} \cdot (100 - 50) \, \text{°C}\).

\(Q_2 = 0.5 \, \text{кг} \cdot 853 \, \text{Дж/г}\).

После получения значений \(Q_1\) и \(Q_2\) сложим их, чтобы найти общее количество теплоты (\(Q_{\text{общ}}\)). Ответом будет суммарное количество теплоты, выраженное в Дж.