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? С дано пожалуйста

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

Для решения этой задачи мы можем использовать уравнение теплообмена:

Q = m * c * ΔT

где: Q - количество тепла (энергии), выделившееся при охлаждении и кристаллизации воды (в джоулях или калориях) m - масса вещества (в данном случае воды, в кг) c - удельная теплоемкость вещества (в данном случае воды, приближенно 4.18 Дж/г°C или 1 ккал/г°C) ΔT - изменение температуры (в данном случае 30°C - 0°C = 30°C)

Сначала найдем количество тепла, выделившееся при охлаждении 2 кг воды:

Q1 = m * c * ΔT Q1 = 2 кг * 1000 г/кг * 4.18 Дж/г°C * 30°C Q1 = 250,800 Дж

Теперь мы знаем, что это количество тепла выделилось при охлаждении воды. Чтобы нагреть спирт на 2°C, это количество тепла будет передано спирту. Давайте найдем массу спирта, которую можно нагреть на 2°C:

Q2 = m * c * ΔT Q2 = m * 2.3 Дж/г°C * 2°C

Теперь мы хотим найти массу спирта (m), поэтому делим обе стороны на 2.3 Дж/г°C:

m = Q2 / (2.3 Дж/г°C) m = 250,800 Дж / (2.3 Дж/г°C) m ≈ 109,043 г

Теперь переведем массу спирта из граммов в литры, учитывая плотность спирта (примерно 0.789 г/мл):

V = m / (плотность спирта) V = 109,043 г / (0.789 г/мл) V ≈ 138,17 мл

Таким образом, можно нагреть примерно 138,17 мл спирта на 2°C с помощью энергии, выделившейся при охлаждении и кристаллизации 2 кг воды с начальной температурой 30°C.