Скільки енергії витратили на нагрівання спирту масою 2,7 кг від 25 до 78 °С і подальшого утворення пари масою 250 г? Зобразіть цей процес на графіку
СРОЧНО, ДАЮ 100 БАЛЛОВ
Ответы
Ответ:
Для розв'язання цієї задачі нам знадобляться значення питомої теплоємності спирту та теплоти пароутворення. Питома теплоємність - це кількість теплоти, яку потрібно виділити або поглинути для нагрівання одиниці маси речовини на один градус Цельсія. Теплота пароутворення - це кількість теплоти, яку потрібно виділити, щоб перетворити одиницю маси речовини з рідинного стану в газоподібний стан при постійній температурі і тиску.
Для спирту питома теплоємність становить близько 2,5 кДж/(кг * градус Цельсія), а теплота пароутворення - 854 кДж/кг.
Спочатку ми повинні розрахувати кількість теплоти, необхідної для нагрівання спирту від 25 до 78 градусів Цельсія. Для цього ми використовуємо формулу:
Q1 = c * m * ΔT
де Q1 - кількість теплоти, c - питома теплоємність, m - маса, ΔT - зміна температури.
Підставляємо відомі значення:
Q1 = 2,5 кДж/(кг * градус Цельсія) * 2,7 кг * (78 - 25) градусів Цельсія = 483,75 кДж
Тепер ми повинні розрахувати кількість теплоти, необхідної для перетворення 250 г спирту з рідинного стану в газоподібний стан. Для цього ми використовуємо формулу:
Q2 = m * L
де Q2 - кількість теплоти, L - теплота пароутворення.
Підставляємо відомі значення:
Q2 = 0,25 кг * 854 кДж/кг = 213,5 кДж
Тепер ми можемо обчислити загальну кількість теплоти, необхідної для цього процесу:
Q = Q1 + Q2 = 483,75 кДж + 213,5 кДж = 697,25 кДж
Отже, на нагрівання спирту масою 2,7 кг від 25 до 78 градусів Цельсія і подальше утворення пари масою 250 г було витрачено 697,25 кДж енергії.
Щодо графіку, ми можемо зобразити процес нагрівання на графіку залежності температури від часу. Спочатку температура спирту підвищується лінійно до 78 градусів Цельсія, після чого залишається сталою (під час утворення пари температура не змінюється). Після утворення пари температура знову починає зростати, оскільки енергія продовжує виділятися, але вже не для нагрівання рідини, а для перетворення її у пар. На графіку це можна зобразити двома горизонтальними лініями - одна відповідає температурі 78 градусів Цельсія, а друга - температурі, при якій відбувається утворення пари (це зазвичай температура кипіння, але в даному випадку ми маємо справу з утворенням пари при меншій температурі, оскільки тиск не дорівнює атмосферному).
Графік можна зобразити на площині з осями "температура" і "час".