Скільки спирту необхідно для закип ятку 200 грамів води при температурі 25°C, з використанням спирту? Врахуйте

Для решения данной задачи нам понадобится учитывать теплоту парообразования воды и ККД (коэффициент полезного действия) спирта.

1. Найдем количество теплоты, необходимое для нагревания 200 грамм воды с температуры 25°C до точки кипения (100°C). Для этого воспользуемся формулой:
\[Q = mc\Delta T\]
где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, \(\Delta T\) - изменение температуры.
Удельная теплоемкость воды приближенно равна 4,18 Дж/(г°C).
Принимая, что вода находится в жидком состоянии, изменение температуры будет равно \(100 - 25 = 75°C\).
Таким образом, получаем:
\[Q = 200 \cdot 4,18 \cdot 75 = 62700 \, Дж\]

2. Теперь найдем количество теплоты, необходимое для испарения 200 грамм воды при температуре 100°C. Это количество теплоты можно найти по формуле:
\[Q = mL\]
где Q - количество теплоты, m - масса испаряющегося вещества, L - теплота парообразования.
Теплота парообразования для воды при нормальных условиях равна приблизительно 40,7 кДж/моль.
Найдем количество молей воды:
\[n = \frac{m}{M}\]
где n - количество молей, m - масса вещества, M - молярная масса вещества.
Молярная масса воды составляет приблизительно 18 г/моль.
Теперь можем вычислить количество теплоты:
\[Q = n \cdot L = \frac{m}{M} \cdot L\]
Подставив известные значения, получаем:
\[Q = \frac{200}{18} \cdot 40,7 = 2262,22 \, Дж\]

3. Наконец, найдем количество спирта, которое нужно использовать для этого процесса. Для этого воспользуемся формулой эффективности (выраженной в процентах):
\[ККД = \frac{Q_{используемого \, вещества}}{Q_{вводимого \, вещества}} \times 100\]
Теплота испарения спирта при нормальных условиях составляет около 38,5 кДж/моль. С учетом этого, можем записать формулу:
\[ККД = \frac{Q_{спирта}}{Q_{воды}} \times 100\]
Разделим значение ККД на 100 и умножим на количество теплоты, необходимое для испарения воды:
\[Q_{спирта} = \frac{ККД}{100} \times Q_{воды}\]
Подставив значения, получаем:
\[Q_{спирта} = \frac{ККД}{100} \times 2262,22\]

Таким образом, количество спирта, необходимого для закипания 200 граммов воды при температуре 25°C с использованием спирта и с учетом ККД спирта, можно вычислить по вышеуказанной формуле, зная значение ККД.