Какое количество спирта, взятого при температуре 0°C с массой 270 г, нужно сжечь, чтобы получить воду при температуре

Содержание: Теплота сгорания и изменение температуры

Пояснение: Чтобы решить эту задачу, мы должны учесть изменение температуры веществ и использовать информацию о теплоте сгорания и теплоте плавления. Сначала определим, сколько теплоты необходимо для нагревания воды с 0°C до 20°C. Для этого мы используем формулу:

Q = m * c * ΔT

где Q - теплота, m - масса вещества, c - удельная теплоёмкость, ΔT - изменение температуры.

Для воды:

m_воды = m_спирта - м_льда

Q_воды = m_воды * c_воды * ΔT

Затем определим, сколько теплоты выделяется при сгорании спирта. Для этого используется формула:

Q_сгорания = m_спирта * H_сгорания

где H_сгорания - удельная теплота сгорания.

Теплота сгорания спирта должна быть равна теплоте, необходимой для нагревания воды:

Q_сгорания = Q_воды

Из всех этих уравнений мы можем выразить массу спирта, которую нужно сжечь:

m_спирта = Q_воды / H_сгорания

Округляем полученный ответ до десятых.

Например:
Требуется найти массу спирта, необходимую для получения воды при температуре 20°C при условии, что масса спирта равна 270 г и удельная теплота сгорания спирта составляет 2,7 * 10^7 Дж/кг. Удельная теплота плавления льда равна 3,4 * 10^5 Дж/кг, а удельная теплоёмкость воды - 4200 Дж/кг*с.

Совет: Хорошим способом понять теплоту сгорания и изменение температуры является изучение теории теплоты и применение этих формул на практике. Вы также можете провести дополнительные эксперименты с различными веществами, чтобы лучше понять их теплофизические свойства.

Закрепляющее упражнение:
Имеется 500 г воды при температуре 15°C. Сколько теплоты нужно добавить или отнять, чтобы ее нагреть до 80°C? (Удельная теплоёмкость воды: 4200 Дж/кг*с)