Температура, установившаяся в сосуде после испарения спирта
При заданной температуре 78℃ в сосуде смешано 50 граммов воды и 50 граммов спирта. Какая температура установится
При заданной температуре 78℃ в сосуде смешано 50 граммов воды и 50 граммов спирта. Какая температура установится в сосуде, если весь спирт испарится? Известно, что удельная теплота парообразования спирта составляет 0,9·106, а удельная теплоемкость воды равна 4200 дж/кг·℃. Мы бы хотели знать ответ в градусах Цельсия, округленный до десятых.
20.11.2023 10:54
Написать свой ответ:
Инструкция: Для решения этой задачи мы должны использовать уравнение сохранения энергии. Вначале следует вычислить энергию, необходимую для испарения спирта, а затем использовать эту энергию для изменения температуры смеси.
Первым шагом вычислим количество теплоты, необходимое для испарения спирта. Для этого нам понадобится известное значение удельной теплоты парообразования спирта, равное 0,9 · 10^6 Дж/кг·℃.
Масса спирта равна 50 г, что составляет 0,05 кг. Поэтому количество теплоты, необходимое для испарения спирта, рассчитывается следующим образом:
Количество теплоты (Q) = масса (m) × удельная теплота парообразования (L)
Q = 0,05 кг × 0,9 · 10^6 Дж/кг·℃.
Затем мы должны учесть, что эта энергия будет использоваться для нагревания оставшейся воды. Примем x как изменение температуры воды.
Спирт испаряется при его собственной температуре, потерявшейся после этого температуры, и увеличение температуры оставшейся воды до нового общего значения остающихся температур.
Теплота, передаваемая от испарения спирта в воду, рассчитывается следующим образом:
Q = масса воды (m) × удельная теплоемкость воды (c) × изменение температуры (x)
Q = 0,05 кг × 4200 Дж/кг·℃ × x
Так как оба выражения представляют одну и ту же теплоту, мы можем установить следующее соотношение:
Q = Q
0,05 кг × 0,9 · 10^6 Дж/кг·℃ = 0,05 кг × 4200 Дж/кг·℃ × x
Решив это уравнение, мы найдем значение изменения температуры (x), которое будет равно округленному значению до десятых в градусах Цельсия.
Например: При данных исходных условиях и удельной теплоте парообразования спирта, округлите значение температуры до десятых градуса Цельсия.
Совет: Обратите внимание на правильные единицы измерения для выполнения расчетов. Сопоставьте количество теплоты, требуемое для испарения спирта со счетчиком теплоты, передаваемым оставшейся воде.
Задание для закрепления: Если вместо 50 г спирта мы имеем 75 г, какова будет установившаяся температура после испарения спирта?