Question

Дам 70 баллов!!! Какой объем метана (н. у) необходимо сжечь, чтобы нагреть до кипения 2л воды с температурой 22 градуса в алюминиевом чайнике массой 300г, если теплота сгорания метана равна 890кДж/моль, теплоемкости воды и алюминия равны соответственно 4,184 Дж/(г. температура), а потери тепла при нагревании составляют 25%

Answer 1

Здраствуйте 2л-22 гр

300 гр0-890

890-300 590

Answer 2

Для решения данной задачи, нам нужно вычислить количество тепла, необходимое для нагревания 2 литров воды и алюминиевого чайника до точки кипения, а затем определить, сколько метана необходимо сжечь, чтобы получить это количество тепла.

1. Рассчитаем количество тепла для нагревания воды и алюминиевого чайника:

Сначала определим массу воды и алюминиевого чайника: Масса воды (m_воды) = объем × плотность = 2 л × 1000 г/л = 2000 г Масса алюминиевого чайника (m_алюминий) = 300 г

Теплоемкость воды (C_воды) = 4,184 Дж/(г·°C) Теплоемкость алюминия (C_алюминий) = 0,9 Дж/(г·°C) (приблизительное значение для алюминия)

Температурный перепад (ΔT) = конечная температура - начальная температура = 100°C - 22°C = 78°C

Тепло для нагревания воды (Q_воды) = m_воды × C_воды × ΔT = 2000 г × 4,184 Дж/(г·°C) × 78°C = 650736 Дж Тепло для нагревания алюминия (Q_алюминий) = m_алюминий × C_алюминий × ΔT = 300 г × 0,9 Дж/(г·°C) × 78°C = 21060 Дж

Суммарное количество тепла для нагревания воды и алюминия: Q_суммарное = Q_воды + Q_алюминий = 650736 Дж + 21060 Дж = 671796 Дж

2. Учтем потери тепла:

Потери тепла составляют 25%, что означает, что реальное количество тепла, которое нужно добавить, будет равно 125% от Q_суммарное.

Q_реальное = 1.25 × Q_суммарное = 1.25 × 671796 Дж = 839745 Дж

3. Теплота сгорания метана:

Теплота сгорания метана (ΔH_сгорания) = 890 кДж/моль = 890 × 10^3 Дж/моль

4. Найдем количество молей метана:

Количество молей метана (n_метана) = Q_реальное / ΔH_сгорания = 839745 Дж / 890 × 10^3 Дж/моль ≈ 0.943 моль

5. Рассчитаем объем метана:

Объем метана (V_метана) = n_метана × 22.4 л/моль (при н.у.) ≈ 0.943 моль × 22.4 л/моль ≈ 21.11 л

Итак, чтобы нагреть до кипения 2 литра воды с температурой 22 градуса в алюминиевом чайнике массой 300 г, необходимо сжечь примерно 21.11 л метана при нормальных условиях.