АrPhа
Мыслитель
(6865)
19 часов назад
#### Решение задачи по физике: количество теплоты для превращения спирта в пар
Для решения задачи о том, какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы 2 кг спирта (например, этанола) при температуре 20 °C обратить в пар при температуре кипения, следуем определённым шагам.
#### Шаг 1: Определение необходимых данных
1. **Масса спирта (m)**: 2 кг
2. **Температура начальная (T₁)**: 20 °C
3. **Температура кипения спирта (T₂)**: около 78 °C (для этанола)
4. **Удельная теплота парообразования (L)**: для этанола \( L \approx 840 \text{ кДж/кг} \)
#### Шаг 2: Расчет количества теплоты
Количество теплоты, необходимое для нагрева спирта до температуры кипения, можно рассчитать по формуле:
\[
Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T
\]
где:
- \( Q_1 \) — количество теплоты для нагрева,
- \( m \) — масса спирта,
- \( c \) — удельная теплоемкость спирта (для этанола \( c \approx 2.44 \text{ кДж/(кг·°C)} \)),
- \( \Delta T \) — изменение температуры.
**Изменение температуры**:
\[
\Delta T = T_2 - T_1 = 78 °C - 20 °C = 58 °C
\]
Теперь подставим значения в формулу:
\[
Q_1 = 2 \text{ кг} \cdot 2.44 \text{ кДж/(кг·°C)} \cdot 58 °C
\]
\[
Q_1 = 2 \cdot 2.44 \cdot 58 \approx 284.32 \text{ кДж}
\]
#### Шаг 3: Расчет количества теплоты для парообразования
Теперь рассчитаем количество теплоты, необходимое для превращения спирта в пар:
\[
Q_2 = m \cdot L
\]
где:
- \( Q_2 \) — количество теплоты для парообразования.
Подставим значения:
\[
Q_2 = 2 \text{ кг} \cdot 840 \text{ кДж/кг} = 1680 \text{ кДж}
\]
#### Шаг 4: Общее количество теплоты
Общее количество теплоты, необходимое для нагрева спирта до температуры кипения и его последующего превращения в пар, будет равно:
\[
Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2
\]
\[
Q_{\text{total}} = 284.32 \text{ кДж} + 1680 \text{ кДж} \approx 1964.32 \text{ кДж}
\]
#### Ответ
Таким образом, для превращения 2 кг спирта при температуре 20 °C в пар при температуре кипения потребуется примерно **1964.32 кДж** теплоты.