Question

1. Какое количество теплоты потребуется для обращения в пар 500 г эфира, взятого при температуре 35°С? 2. Какое количество теплоты выделяется при конденсации 90 г водяного пара, имеющего температуру 100°С, и охлаждении образовавшейся воды до 20°С? Пожалуйста с подробным решением

Answer 1

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

Answer 2

Для решения этих задач нам потребуется использовать уравнение теплообмена, которое связывает изменение теплоты (Q), массу вещества (m), удельную теплоемкость (C), и изменение температуры (ΔT). Уравнение теплообмена выглядит следующим образом:

Q = m * C * ΔT

Для задачи 1 (перевод эфира в пар):

1. Нам дана масса эфира: m = 500 г.
2. Начальная температура эфира: T1 = 35°C.
3. Мы должны перевести его в пар, что означает, что конечная температура будет температурой кипения эфира. Температура кипения эфира (C4H10O) при нормальных условиях составляет примерно 34,6°C, но для упрощения мы можем взять округленное значение 35°C.

Теперь мы можем рассчитать количество теплоты, необходимое для этого процесса:

ΔT = T2 - T1 = 35°C - 35°C = 0°C

Так как ΔT равно нулю, это означает, что не требуется никакого дополнительного тепла для изменения температуры эфира. Мы просто переводим его в пар без изменения температуры. Следовательно, количество теплоты, необходимое для этого процесса, равно нулю.

Q = 500 г * C * 0°C = 0 Дж

Ответ: Никакого дополнительного тепла не потребуется.

Для задачи 2 (конденсация водяного пара и охлаждение воды):

1. Нам дана масса водяного пара: m = 90 г.
2. Начальная температура водяного пара: T1 = 100°C.
3. Конечная температура воды: T2 = 20°C.

Сначала мы рассчитаем количество теплоты, выделяемое при конденсации водяного пара:

ΔT = T2 - T1 = 20°C - 100°C = -80°C

Теперь мы используем удельную теплоемкость конденсации водяного пара (C_condensation), которая составляет примерно 2260 Дж/г, чтобы рассчитать количество теплоты:

Q1 = m * C_condensation * ΔT Q1 = 90 г * 2260 Дж/г * (-80°C) = -16 344 000 Дж

Теперь мы рассчитаем количество теплоты, необходимое для охлаждения образовавшейся воды до 20°C. Удельная теплоемкость воды (C_water) составляет примерно 4,18 Дж/(г°C).

Сначала найдем массу образовавшейся воды, используя уравнение:

m_water = m - масса водяного пара

m_water = 90 г - 90 г = 0 г

Теперь рассчитаем количество теплоты для охлаждения воды:

Q2 = m_water * C_water * ΔT Q2 = 0 г * 4,18 Дж/(г°C) * (-80°C) = 0 Дж

Теперь суммируем количество теплоты, выделяемое при конденсации, и количество теплоты, необходимое для охлаждения воды:

Q_total = Q1 + Q2 Q_total = -16 344 000 Дж + 0 Дж = -16 344 000 Дж

Ответ: В процессе конденсации 90 г водяного пара и охлаждения образовавшейся воды до 20°C выделится 16 344 000 Дж (или -16 344 кДж) тепла. Обратите внимание, что здесь теплота отрицательная, потому что она выделяется (освобождается) из системы.