Сколько энергии требуется для превращения 0,5 кг спирта при температуре 10ºC в пар? Удельная теплоемкость спирта равна

Для решения этой задачи мы можем применить закон сохранения энергии. Энергия, необходимая для превращения 0,5 кг спирта в пар, включает два компонента: энергию, необходимую для нагревания спирта до его температуры кипения, и энергию, необходимую для превращения спирта в пар.

Первым шагом определим энергию, необходимую для нагревания спирта. Мы можем использовать формулу:

\( Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T \)

где \( Q_1 \) - энергия, \( m \) - масса спирта, \( c \) - удельная теплоемкость спирта, и \( \Delta T \) - изменение температуры.

В данном случае масса спирта равна 0,5 кг, удельная теплоемкость спирта равна 2500 Дж/(кг·ºC), а изменение температуры равно разности между температурой кипения спирта и исходной температурой:

\( \Delta T = 78ºC - 10ºC = 68ºC \)

Подставим значения в формулу и рассчитаем энергию \( Q_1 \):

\( Q_1 = 0,5 \, \text{кг} \cdot 2500 \, \text{Дж/(кг·ºC)} \cdot 68ºC \)

\( Q_1 = 0,5 \, \text{кг} \cdot 2500 \, \text{Дж/(кг·ºC)} \cdot 68 \)

\( Q_1 = 85000 \, \text{Дж} \)

Теперь перейдем ко второму компоненту - энергии, необходимой для превращения спирта в пар. Для этого мы можем использовать формулу:

\( Q_2 = m \cdot L \)

где \( Q_2 \) - энергия, \( m \) - масса спирта, и \( L \) - удельная теплота превращения спирта.

В данном случае масса спирта равна 0,5 кг, а удельная теплота превращения спирта равна 0,9·10 Дж/кг. Подставим значения в формулу и рассчитаем энергию \( Q_2 \):

\( Q_2 = 0,5 \, \text{кг} \cdot (0,9 \cdot 10) \, \text{Дж/кг} \)

\( Q_2 = 0,5 \, \text{кг} \cdot 9 \, \text{Дж/кг} \)

\( Q_2 = 4,5 \, \text{Дж} \)

Наконец, найдем общую энергию, необходимую для превращения 0,5 кг спирта в пар, сложив энергии \( Q_1 \) и \( Q_2 \):

\( Q = Q_1 + Q_2 \)

\( Q = 85000 \, \text{Дж} + 4,5 \, \text{Дж} \)

\( Q = 85004,5 \, \text{Дж} \)

Таким образом, для превращения 0,5 кг спирта при температуре 10ºC в пар необходимо 85004,5 Дж энергии.