Question

Яка енергія виділиться при конденсації парів спирту масою 200 г за темератури кипіння та подальшого охолодження утвореної рідини до температури 18оС? дати відповідь у кДж. Спасибо

Answer 1

Ответ:

Виділиться 51 кДж тепла.

Объяснение:

Дано:

m = 200 г = 0,2 кг

t₀ = 78 °C

t₁ = 18 ⁰С

c = 2500 Дж/кг°С

λ = 105 кДж/кг = 105000 Дж/кг

Знайти: Q

Розв'язок:

Q = Q₁ + Q₂

Q₁ = λ * m

Q₂ = cmΔt = cm(t₀ - t₁)

Q = λm + cm(t₀ - t₁) = m(λ + c(t₀ - t₁))

Q = 0,2 кг * (105000 Дж/кг + 2500 Дж/кг°С * (78 °C - 18 °C)) = 0,2 кг * (105000 Дж/кг + 150000 Дж/кг) = 0,2 кг * 255000 Дж/кг = 51000 Дж

Q = 51000 Дж = 51000 / 10³ кДж = 51 кДж

Відповідь: 51 кДж.

Answer 2

Для розв'язання цього завдання, нам слід врахувати кілька етапів:

1. Розглянемо етап конденсації парів спирту. 2. Розглянемо етап охолодження утвореної рідини до заданої температури.

Загальна енергія, що виділяється або поглинається, може бути обчислена як сума енергій на обох етапах.

1. Етап конденсації парів спирту:

Енергія конденсації (Q) може бути обчислена за допомогою рівняння:

\[ Q = m \cdot \Delta H_{\text{к}} \]

де: - \( m \) - маса спирту, - \( \Delta H_{\text{к}} \) - ентальпія конденсації спирту.

Величина \( \Delta H_{\text{к}} \) для етанолу (спирту) при його конденсації при кімнатній температурі може бути близько 38.56 kJ/mol. Масу спирту можна перевести в моли, використовуючи масу молекули.

\[ \text{Маса молекули етанолу (C}_2\text{H}_5\text{OH)} = 2 \cdot \text{маса атома вуглецю} + 6 \cdot \text{маса атома водню} + \text{маса атома кисню} \]

\[ \text{Маса молекули етанолу} = 2 \cdot 12.01 \, \text{г/моль} + 6 \cdot 1.01 \, \text{г/моль} + 16.00 \, \text{г/моль} \]

\[ \text{Маса молекули етанолу} \approx 46.07 \, \text{г/моль} \]

Таким чином, кількість молекул у 200 г спирту:

\[ \text{Кількість молекул} = \frac{200 \, \text{г}}{46.07 \, \text{г/моль}} \]

Після цього, можна знайти кількість молекул в 1 молі, використовуючи число Авогадро, і визначити ентальпію конденсації:

\[ Q = \text{Кількість молекул} \cdot \Delta H_{\text{к}} \]

2. Етап охолодження рідини до температури 18°C:

Енергія охолодження може бути обчислена за формулою:

\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]

де: - \( c \) - теплоємність спирту, - \( \Delta T \) - зміна температури.

Теплоємність етанолу можна знайти в літературних джерелах, і вона зазвичай становить близько 2.44 J/g°C.

Після цього можна знайти загальну енергію, яка виділиться при конденсації парів і охолодженні рідини.

\[ Q_{\text{заг}} = Q_{\text{конд}} + Q_{\text{охол}} \]

Зверніть увагу, що всі одиниці повинні бути сумісні (грами, молі, кількалорії або кіджулі, градуси Цельсія).

Обчислення цього може бути складним, і розрахунки можуть бути застарілими, якщо теплові характеристики матеріалів були змінені. Однак, якщо ви маєте актуальні значення теплоємності та ентальпії конденсації спирту, ви можете використати ці значення для обчислень.