Question

какое количество теплоты требуется для обращение воды массой 300г спирта 220г в пар при температуре 100с

Answer 1

Дано:

Масса воды: $\bf m_1$ = 300 г = 0,3 кг.

Масса спирта: $\bf m_2$ = 220 г = 0,22 кг.

Температура кипения воды: $\bf t_1 = 100$ °C.

Температура кипения спирта:  $\bf t_2 = 78$ °C.

Данная температура: $\bf t = 100$ °C.

Найти нужно теплоту парообразования жидкостей: $\bf Q_1, Q_2$ - ?

Решение:

0. Так как данная температура больше либо равна температур кипения как воды ($t \geq t_1$), так и спирта ($t \geq t_2$), то жидкости станут превращаться в пар без дополнительного нагревания.

1. Теплота парообразования воды: $Q_1 = L_1m_1$, где $L_1 = 2,3\times 10^6$ Дж/кг - удельная теплота парообразования воды.

2. Теплота парообразования спирта: $Q_2 = L_2m_2$, где $L_2 = 9\times 10^5$ Дж/кг - удельная теплота парообразования спирта.

Численно получим:

$Q_1 = 2,3\times 10^6\times 0,3 = 690000$ (Дж).

Переведём в килоджоули: $Q_1$ = 690000 Дж = 690 кДж.

$Q_2 = 9\times10^5\times0,22 = 198000$ (Дж).

Переведём в килоджоули: $Q_2$ = 198000 Дж = 198 кДж.

Ответ: 690 кДж; 198 кДж.

Answer 2

Для расчета количества теплоты, необходимой для превращения воды и спирта в пар, нужно учесть теплоту парообразования для каждого вещества и теплоту нагрева.

1. Для воды: Теплота парообразования воды: 40,7 кДж/моль Молярная масса воды (H₂O): 18 г/моль

Так как дано количество воды в граммах, нужно перевести его в моль: Моль воды = (масса воды в г) / (молярная масса воды)

Моль воды = 300 г / 18 г/моль ≈ 16,67 моль

Количество теплоты для парообразования воды: Теплота парообразования воды = Теплота парообразования воды (кДж/моль) × Моль воды

Количество теплоты для парообразования воды = 40,7 кДж/моль × 16,67 моль ≈ 678,69 кДж

2. Для спирта: Теплота парообразования спирта (этанола): 38,6 кДж/моль Молярная масса спирта (C₂H₅OH): 46 г/моль

Аналогично для спирта: Моль спирта = (масса спирта в г) / (молярная масса спирта)

Моль спирта = 220 г / 46 г/моль ≈ 4,78 моль

Количество теплоты для парообразования спирта: Теплота парообразования спирта = Теплота парообразования спирта (кДж/моль) × Моль спирта

Количество теплоты для парообразования спирта = 38,6 кДж/моль × 4,78 моль ≈ 184,65 кДж

Теперь можно сложить количество теплоты для обоих веществ, чтобы получить общее количество теплоты:

Общее количество теплоты = Количество теплоты для парообразования воды + Количество теплоты для парообразования спирта

Общее количество теплоты ≈ 678,69 кДж + 184,65 кДж ≈ 863,34 кДж

Таким образом, требуется около 863,34 кДж теплоты для превращения воды массой 300 г и спирта массой 220 г в пар при температуре 100 °C.