Question

95. Сколько литров спирта можно нагреть на 2 °C за счет энергии, выделившейся в результате охлаждения и кристаллизации 2 кг воды с начальной температурой 30 °С?

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

1)

Вода остывает, отдав тепло:

Q₁ = c₁·m₁·(t₂ - t₀) = 4200·2·(30 - 0) = 252 000 Дж

2)

При кристаллизации воды выделится:

Q₂ = λ·m₁ = 330 000·2 = 660 000 Дж

Всего:

Q = Q₁ + Q₂= 252 000 + 660 000 = 912 000 Дж    (1)

3)

На нагревание спирта:

Q₃ = с₂·m₂·Δt = 2 400·2·m₂ = 4 800·m₂   Дж            (2)

Приравняем )2) и (1)

4 800·m₂ = 912 000

m₂ = 912 000 / 4800 ≈ 190 кг

V₂ = m₂ / ρ = 190 / 800 = 0,238 м³    или    238 литров

Answer 2

Чтобы определить количество нагреваемого спирта, необходимо вычислить количество выделенной энергии при охлаждении и кристаллизации воды. Сперва определим количество энергии, выделенной при охлаждении и кристаллизации воды. Для этого воспользуемся формулой:

Q = m * c * ΔT,

где Q - выделившаяся энергия, m - масса вещества (2 кг), c - удельная теплоемкость вещества (1 кал/град), ΔT - разность температур (начальная температура - конечная температура).

В данном случае, начальная температура воды 30 °C, а конечная температура - 0 °C:

Q = 2 кг * 1 кал/град * (30 °C - 0 °C) = 60 кал.

Теперь определим, сколько литров спирта можно нагреть при помощи этой энергии. Для этого воспользуемся формулой:

Q = m * c * ΔT,

где Q - получаемая энергия (60 кал), m - масса вещества (масса спирта), c - удельная теплоемкость вещества (0,6 кал/град), ΔT - разность температур (конечная температура - начальная температура).

Допустим, удельная теплоемкость спирта равна 0,6 кал/град, а конечная температура 2 °C. Тогда:

60 кал = масса спирта * 0,6 кал/град * (2 °C - начальная температура).

раскроем скобки:

60 кал = масса спирта * 0,6 кал/град * 2 °C - масса спирта * 0,6 кал/град * начальная температура.

Из этого уравнения можно найти массу спирта:

масса спирта = 60 кал / (0,6 кал/град * 2 °C - 0,6 кал/град * начальная температура).

Подставив значения переменных:

масса спирта = 60 кал / (0,6 кал/град * 2 °C - 0,6 кал/град * 30 °C).

Выполнив вычисления, получим количество нагреваемого спирта.