Яка кількість води, взятої при температурі 20°С, можна перетворити на водяну пару, використовуючи тепло, випущене

Solnce_Nad_Okeanom

12

Для решения данной задачи нам понадобятся следующие данные:
- Молярная масса спирта (CH₃CH₂OH) - 46 г/моль
- Удельная теплота сгорания спирта - 875 кДж/моль

Первым шагом найдем количество молей спирта, которые сгорают при его массе в 40 г. Для этого разделим массу спирта на его молярную массу:

\[ \text{Количество молей} = \frac{\text{Масса}}{\text{Молярная масса}} = \frac{40 \, \text{г}}{46 \, \text{г/моль}} \approx 0.87 \, \text{моль}\]

Затем воспользуемся уравнением перехода от вещества в жидком состоянии к газообразному:

\[ q = m \cdot c \cdot \Delta T \]

где:
- \( q \) - количество теплоты, выделяемое при переходе вещества из одного состояния в другое (в данном случае это переход из жидкости в газ)
- \( m \) - масса вещества
- \( c \) - удельная теплоемкость вещества
- \( \Delta T \) - изменение температуры

Удельная теплоемкость воды составляет около 4.18 Дж/(г*°C). Однако, мы имеем дело с переходом от вещества в жидком состоянии к газообразному, поэтому нам понадобится удельная теплота парообразования воды, которая составляет около 40.7 кДж/моль.

Теперь мы можем найти количество теплоты (\( q \)), которое необходимо ввести, чтобы превратить 0.87 моль спирта в водяную пару. Для этого воспользуемся формулой:

\[ q = n \cdot \Delta H \]

где:
- \( n \) - количество молей вещества
- \( \Delta H \) - удельная теплота парообразования вещества

\[ q = 0.87 \, \text{моль} \times 40.7 \, \text{кДж/моль} \]

Таким образом, количество теплоты, необходимое для превращения 40 г спирта в водяную пару, составляет приблизительно 35.3 кДж.

Важно отметить, что при реальном опыте значения могут немного отличаться из-за учета теплоты из окружающей среды. Однако, данная задача позволяет нам понять основные концепции перехода вещества из одного состояния в другое и использование соответствующих формул для расчетов.