Яку найбільшу кількість води з початковою температурою 20 °C можна перетворити на пар з температурою 100 °C за рахунок

Скользкий_Пингвин_7668

65

Для решения данной задачи необходимо вычислить количество теплоты, которое выделяется при сгорании 10 г бензина. Затем, мы можем использовать это значение, чтобы определить, сколько воды можно превратить в пар при помощи данной теплоты.

Для начала, нам понадобятся значения энтальпий сгорания бензина и испарения воды. В данном случае, предположим, что энтальпия сгорания бензина равна -48,0 кДж/г, а энтальпия испарения воды равна 40,7 кДж/моль.

Переведем массу бензина в количество вещества с помощью молярной массы бензина. Молярная масса бензина C₈Н₁₈ равна 114 г/моль, следовательно, количество вещества массой 10 г будет равно:

\[n = \frac{m}{M} = \frac{10 \ г}{114 \ г/моль} \approx 0,088 \ моль\]

Теперь, чтобы определить количество теплоты, выделяющейся при сгорании 10 г бензина, мы умножаем количество вещества на энтальпию сгорания:

\[Q = n \cdot \Delta H = 0,088 \ моль \cdot (-48,0 \ кДж/моль) \approx -4,22 \ кДж\]

Таким образом, полученное значение Q представляет собой количество теплоты, выделяющееся при сгорании 10 г бензина.

Теперь воспользуемся уравнением:

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

где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества (для воды равна около 4,18 Дж/(г·°C)), \(\Delta T\) - изменение температуры.

Мы хотим найти максимальное количество воды, которое можно превратить в пар с температурой 100 ° C. Начнем с заданной температуры воды 20 °C:

\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T = m \cdot 4,18 \ \frac{Дж}{г·°C} \cdot (100 - 20) \ °C = 80 \ m \cdot 4,18 \ Дж\]

Уравнение специфично для воды, где 4,18 Дж/(г·°C) - это удельная теплоемкость воды.

Теперь, используя полученное значение Q от сгорания бензина, мы можем вычислить максимальную массу воды (m):

\[80 \ m \cdot 4,18 \ Дж = -4,22 \ кДж\]

\[m = \frac{-4,22 \ кДж}{80 \cdot 4,18 \ Дж} \cdot 1000 \ г \approx 0,125 \ г\]

Таким образом, максимальное количество воды, которое можно превратить в пар с температурой 100 ° C при помощи выделившегося тепла от сгорания 10 г бензина, составляет примерно 0,125 г (или 125 мг).