Какая масса спирта сгорела, если стеклянная пробирка массой 100 г, содержащая воду массой 200 г при температуре

100 °C.

Для решения задачи, нам нужно учесть различные виды теплообмена и использовать законы сохранения энергии и массы.

Шаг 1: Найдем количество переданной теплоты от спиртовки к пробирке и воде. Мы знаем, что КПД (коэффициент полезного действия) составляет 35%, что означает, что 35% от выделенной теплоты будет передано пробирке и воде.

Масса спирта сгоревшего (m_спирт) = (масса пробирки + масса воды) * КПД
m_спирт = (100 г + 200 г) * 0.35
m_спирт = 105 г

Шаг 2: Найдем количество теплоты, выделенное спиртом при сгорании.

Выделенная теплота (Q_спирта) = m_спирта * удельная теплота сгорания спирта
Q_спирта = 105 г * 27 МДж/кг * 10^6 г/МДж
Q_спирта = 2.835 * 10^7 Дж

Шаг 3: Найдем количество теплоты, переданное пробирке и воде.

Q_пробирка = масса пробирки * удельная теплоемкость стекла * изменение температуры пробирки
Q_пробирка = 100 г * 840 Дж/(кг·°C) * (100 °C - 20 °C)
Q_пробирка = 840000 Дж

Q_вода = масса воды * удельная теплоемкость воды * изменение температуры воды
Q_вода = 200 г * 4200 Дж/(кг·°C) * (100 °C - 20 °C)
Q_вода = 6720000 Дж

Шаг 4: Так как теплота передается от спирта к пробирке и воде, то общая переданная теплота равна сумме теплоты пробирки и теплоты воды.

Q_переданная = Q_пробирка + Q_вода
Q_переданная = 840000 Дж + 6720000 Дж
Q_переданная = 7560000 Дж

Шаг 5: Теперь найдем массу спирта, сгоревшего при отдельности переданной теплоты.

m_переданная = Q_переданная / удельная теплота сгорания спирта
m_переданная = 7560000 Дж / (27 МДж/кг * 10^6 г/МДж)
m_переданная = 280 г

Шаг 6: Итак, искомая масса спирта, сгоревшего, равна минимальной массе спирта, из двух возможных вариантов (масса спирта, сгоревшего отдельно или масса спирта, сгоревшего при передаче теплоты).

Масса спирта, сгоревшего = min(m_спирт, m_переданная)
Масса спирта, сгоревшего = min(105 г, 280 г)
Масса спирта, сгоревшего = 105 г

Ответ: Масса спирта, сгоревшего, составляет 105 граммов.