Яку кількість спирту можна перевести у пари, якщо спирту надається 2,7 мдж тепла, початкова температура спирту складає

Звёздочка

59

Для решения данной задачи нам понадобится знание физической химии и формулы для расчета количества теплоты \(Q\) в процессе испарения вещества:

\[Q = m \cdot C \cdot \Delta T\]

где:
\(Q\) - количество теплоты,
\(m\) - масса вещества,
\(C\) - удельная теплоемкость вещества,
\(\Delta T\) - изменение температуры.

Удельная теплоемкость спирта равна 2,39 Дж/град,
константа взаимодействия пара спирта с водой (по закону Гесса) равна 40,7 кДж/моль.

Первым шагом найдем массу спирта, которую нужно перевести в пары. Для этого воспользуемся формулой:

\[Q = m \cdot C \cdot \Delta T\]

Подставляем известные значения:

\[2,7 \, мДж = m \cdot 2,39 \, Дж/град \cdot (100 - 78) \, град\]

Рассчитываем:

\[m = \frac{2,7 \, мДж}{2,39 \, Дж/град \cdot 22 \, град} \approx 0,5006 \, г\]

Таким образом, масса спирта, которую нужно перевести в пары, составляет около 0,5006 г.

Далее найдем количество вещества спирта в молях. Для этого воспользуемся формулой:

\[n = \frac{m}{M}\]

где:
\(n\) - количество вещества,
\(m\) - масса вещества,
\(M\) - молярная масса вещества.

Молярная масса спирта (C₂H₅OH) равна 46,07 г/моль.

Подставляем известные значения:

\[n = \frac{0,5006 \, г}{46,07 \, г/моль} \approx 0,0109 \, моль\]

Теперь найдем количество теплоты, которое необходимо перевести в пары для данного количества вещества. Для этого воспользуемся формулой:

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

где:
\(Q\) - количество теплоты,
\(n\) - количество вещества в молях,
\(\Delta H\) - энтальпия парообразования.

По закону Гесса, константа взаимодействия пара спирта с водой равна 40,7 кДж/моль.

Подставляем известные значения:

\[Q = 0,0109 \, моль \cdot 40,7 \, кДж/моль = 0,4426 \, кДж\]

Таким образом, количество теплоты, которое нужно перевести в пары, составляет 0,4426 кДж.

Надеюсь, это подробное объяснение поможет вам понять, как решить данную задачу.