Question

Яку масу води можна нагріти на 50 °С при спалюванні 40 г спирту, якщо вважати, що все тепло повністю піде нагрівання води?

Answer 1

Ответ:

Для вирішення цієї задачі нам потрібно використовувати поняття теплоємності і залежності тепла від зміни температури.Спочатку давайте знайдемо тепло, яке виділиться під час спалювання 40 г спирту. Тепло, виділене при згорянні спирту, можна обчислити за допомогою формули:Q = m * C * ΔTде:

Q - тепло

m - маса спирту

C - теплоємність

ΔT - зміна температуриТеплоємність спирту C зазвичай дорівнює приблизно 2,44 Дж/(г·°C).Зміна температури (ΔT) в цьому випадку дорівнює 50 °C, оскільки ми нагріваємо воду на 50 градусів Цельсія.Тепло (Q) в даному випадку:Q = 40 г * 2,44 Дж/(г·°C) * 50 °C = 4880 Дж (або 4,88 кДж).Тепер, ми знаємо, що під час спалювання 40 г спирту виділиться 4880 Дж тепла. Це тепло буде витрачено на нагрівання води.Маса води (m_води), яку ми можемо нагріти на 50 ºС, буде визначена відношенням виділеного тепла (Q) до теплоємності води (C_води) та зміни температури (ΔT_води) води:Q = m_води * C_води * ΔT_водиВідомо, що теплоємність води C_води дорівнює приблизно 4,18 Дж/(г·°C) і ΔT_води = 50 °C.Маса води (m_води):4880 Дж = m_води * 4,18 Дж/(г·°C) * 50 °Cm_води = 4880 Дж / (4,18 Дж/(г·°C) * 50 °C) ≈ 23,24 гОтже, маса води, яку можна нагріти на 50 ºС, під час спалювання 40 г спирту, становить приблизно 23,24 г.

Answer 2

Для розрахунку маси води, яку можна нагріти при спалюванні 40 г спирту, потрібно використати формулу для розрахунку теплового ефекту реакції:

Q = m * c * ΔT,

де Q - тепловий ефект реакції; m - маса речовини, яку нагрівають; c - питома теплоємність речовини; ΔT - зміна температури.

Спочатку потрібно взнати тепловий ефект реакції спалювання 1 г спирту. За даними, цей ефект становить приблизно 29.7 kJ/g.

Тепловий ефект реакції при спалюванні 40 г спирту буде:

Q = 29.7 kJ/g * 40 г = 1188 kJ.

Далі ми можемо використати цей тепловий ефект реакції для розрахунку маси води, яку можна нагріти при повній передачі тепла:

Q = m * c * ΔT

Розпишемо цю формулу:

1188 kJ = m * c * (50 °C - 0 °C)

Вважаючи, що питома теплоємність води дорівнює 4.18 kJ/(g °C), можемо підставити значення в формулу:

1188 kJ = m * 4.18 kJ/(g °C) * 50 °C

Ми шукаємо масу води, тому виразимо m:

m = (1188 kJ) / (4.18 kJ/(g °C) * 50 °C) m ≈ 5.67 г

Таким чином, маса води, яку можна нагріти на 50 °C при спалюванні 40 г спирту, якщо вважати, що всі тепло повністю передається воді, дорівнює приблизно 5.67 г.