В колбу налили 2 л воды при температуре 20 °С. Затем с помощью спиртовки колбу нагрели и всю жидкость в ней обратили в пар. При проведении этого опыта было израсходовано 172 г спирта.
Рассчитайте удельную теплоту сгорания спирта, если удельная теплоёмкость и удельная теплота парообразования воды равны соответственно 4,2 кДж/кг*°С и 2250 кДж/кг. Теплопотерями пренебречь.
Ответ выразите в МДж/кг и округлите до целого числа. Единицы измерения указывать не следует.
Указание:
Удельная теплота сгорания топлива показывает, какое кол-во теплоты выделяется при сгорании единицы массы данного топлива. Например, кол-во теплоты Q, которые выделится при сгорании дров массы m равняется Q=mq, если удельная теплота сгорания дров равна q.
Ответы
Ответ:
Объяснение:
Дано:
V = 2 л = 2·10⁻³ м³ - объем воды
ρ = 1·10³ кг/м³ - плотность воды
t₁ = 20⁰C - начальная температура воды
t₂ = 100⁰C - температура кипения воды
c = 4200 Дж / (кг·°С) - удельная теплоемкость воды
L = 2250·10³ Дж/кг - удельная теплота парообразования воды
m₁ = 172 г = 172·10⁻³ кг - масса спирта
_______________________________
q₁ - ?
1)
Находим массу воды:
m = ρ·V = 1·10³·2·10⁻³ = 2 кг
2)
Количество теплоты, необходимое на нагревание воды до температуры кипения:
Q' = c·m·(t₂ - t₁) = 4200·2·(100 - 20) = 672·10³ Дж
Количество теплоты, необходимое на испарение воды:
Q'' = L·m = 2250·10³·2 = 4500·10³ Дж
Суммарное количество теплоты:
Q = Q' + Q'' = (672 + 4500)·10³ ≈ 5, 17·10⁶ Дж (1)
3)
Сжигаем спирт:
Q₁ = m₁·q₁ = 172·10⁻³·q₁ (2)
Приравняем (2) и (1):
172·10⁻³·q₁ = 5,17·10⁶
q₁ = 5,17·10⁶ / (172·10⁻³) ≈ 30·10⁶ Дж/кг или q₁ = 30 МДж/кг
Заглянем в таблицу.
Задача решена верно!
