При заданной температуре 78℃ в сосуде смешано 50 граммов воды и 50 граммов спирта. Какая температура установится

Температура, установившаяся в сосуде после испарения спирта

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?