Question

Спирт массой 100 г нагрели от 18°С до температуры кипения и полностью испарили. Какое количество теплоты при этом было затрачено? А. 4500 Дж. Г. 90 000 Дж. Ж. 109 500 Дж. Б. 15 000 Дж. Д. 94 500 Дж. В. 19 500 Дж. Е. 105 000 Дж

Answer 1

Дано:

m = 100 г

t₁ = 18 °C

t₂ = 78 °C

с = 2500 Дж/кг·°С

L = 0,9 · 10⁶ Дж/кг

---------------------------------

Q - ?

СИ:

m = 0,1 кг

Решение:

Q = Q₁ + Q₂

Q₁ = cmΔt

Q₂ = Lm

Δt = t₂ - t₁ = 78 °C - 18 °C = 60 °C

Q₁ = 2500 Дж/кг·°С · 60 °С · 0,1 кг = 15000 Дж = 15 кДж

Q₂ = 0,9 · 10⁶ Дж/кг · 0,1 кг = 90000 Дж = 90 кДж

Q = 15 кДж + 90 кДж = 105 кДж или 105000 Дж

Ответ: Е. 105 000 Дж

Answer 2

Дано:

m = 100 г = 0.1 кг

t₁ = 18°С

t₂(температура кипения спирта) = 78°С

с(удельная теплоемкость спирта) = 2500 Дж/кг · °С

L(удельная теплота парообразования спирта) = 905000 Дж/кг

Найти: Q.

Решение:

Q₁ = cm (t₂ - t₁) = 2500 · 0.1 · (78 - 18) = 250 · 60 = 15000 Дж

Q₂ = Lm = 905000 · 0.1 = 90500 Дж

Q = Q₁ + Q₂ = 15000 + 90500 = 105500 Дж

Ответ: Е. 105 000 Дж (У меня получилось 105 500 Дж, так как я использовал более точное значение удельной теплоты парообразования спирта)

Answer 3

Для решения этой задачи можно воспользоваться формулой теплового эффекта:

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

где: - \( Q \) - количество теплоты, - \( m \) - масса вещества, - \( c \) - удельная теплоемкость, - \( \Delta T \) - изменение температуры.

В данном случае вещество (спирт) преходит от начальной температуры \( T_1 = 18^\circ C \) до температуры кипения, что обозначим как \( T_2 \).

Теплота испарения \( Q_{\text{исп}} \) равна \( Q_{\text{исп}} = m \cdot L \), где \( L \) - теплота испарения.

Общее количество теплоты, затраченное на нагревание и испарение, будет равно сумме этих двух величин:

\[ Q_{\text{общ}} = Q_{\text{нагр}} + Q_{\text{исп}}, \]

где \( Q_{\text{нагр}} \) - количество теплоты, затраченное на нагревание.

Таким образом, ответ можно найти, сложив количество теплоты на нагревание и количество теплоты на испарение:

\[ Q_{\text{общ}} = m \cdot c \cdot \Delta T + m \cdot L. \]

Теперь подставим известные значения:

\[ Q_{\text{общ}} = 100 \, \text{г} \cdot c_{\text{спирта}} \cdot (T_2 - T_1) + 100 \, \text{г} \cdot L_{\text{спирта}}, \]

где \( c_{\text{спирта}} \) - удельная теплоемкость спирта, а \( L_{\text{спирта}} \) - теплота испарения спирта.

Теперь посчитаем это выражение:

\[ Q_{\text{общ}} = 100 \, \text{г} \cdot 2.4 \, \text{Дж/(г}\cdot^\circ\text{C)} \cdot (T_2 - 18^\circ\text{C}) + 100 \, \text{г} \cdot 850 \, \text{Дж/г}. \]

Итак, ответ можно получить, сложив оба слагаемых:

\[ Q_{\text{общ}} = 240 \cdot (T_2 - 18) + 850 \cdot 100. \]

Теперь мы можем рассмотреть предложенные варианты ответов:

А. 4500 Дж.

Б. 15 000 Дж.

В. 19 500 Дж.

Г. 90 000 Дж.

Д. 94 500 Дж.

Е. 105 000 Дж.

Ж. 109 500 Дж.

Подставим значения температуры кипения спирта \( T_2 \) в каждый из вариантов ответов и проверим, какой вариант совпадает с вычисленным значением.