Яка кількість енергії була витрачена на нагрівання спирту вагою 1,33 кг від 25 до 78 °С і витворення пари масою

Для решения данной задачи посчитаем количество тепловой энергии, которое было затрачено на нагревание спирта и испарение.

Сперва рассчитаем количество тепловой энергии, которое понадобилось для нагревания спирта от 25 до 78 °C. Для этого мы будем использовать формулу:

\[Q = mc\Delta T\]

где Q - количество тепловой энергии (в джоулях), m - масса (в кг), c - удельная теплоемкость(в Дж/кг °C), и \(\Delta T\) - изменение температуры (в °C).

Теплоемкость спирта обычно представлена в литрах на градус Цельсия, однако наше значение массы указано в килограммах. Чтобы привести удельную теплоемкость к кг/°C, нужно разделить ее значение на массу в литрах и умножить на 1000, так как 1 л = 1 кг.

Удельная теплоемкость спирта примерно равна 2,5 л/°C, поэтому после преобразований получим:

\[c = \frac{{2,5 \, \text{л/°C}}}{{1,33 \, \text{кг}}} \cdot 1000 = 1879,7 \, \text{Дж/кг °C}\]

Теперь можем рассчитать количество тепловой энергии для нагревания спирта:

\[\Delta Q_1 = m_1c_1\Delta T_1 = 1,33 \, \text{кг} \cdot 1879,7 \, \text{Дж/кг °C} \cdot (78 - 25) °C\]

\[= 1,33 \cdot 1879,7 \cdot 53 = 133719,33 \, \text{Дж}\]

Теперь рассчитаем количество тепловой энергии, которое понадобилось для испарения спирта. Для этого воспользуемся формулой:

\[Q_2 = mL\]

где Q2 - количество тепловой энергии (в джоулях), m - масса испарившегося вещества (в кг), и L - удельная теплота испарения (в Дж/кг).

Удельная теплота испарения спирта составляет около 847,2 кДж/кг или 847200 Дж/кг. В нашем случае масса испарившегося спирта составляет 0,33 кг:

\[Q_2 = 0,33 \, \text{кг} \cdot 847200 \, \text{Дж/кг} = 279816 \, \text{Дж}\]

Теперь можем приступить к построению графика, чтобы визуализировать процесс.

ось Y (вертикальная ось) будет представлять количество тепловой энергии в джоулях, а ось X (горизонтальная ось) - изменение температуры. Мы знаем, что до испарения количество тепловой энергии равно 133719,33 Дж, после испарения - 413535,33 Дж (сумма Q1 и Q2).

Теперь нарисуем прямую линию на графике, соединяющую точки (25, 133719.33) и (78, 413535.33).

Это будет графическое представление процесса нагревания спирта и испарения с учетом всех вычислений.

Пожалуйста, примите во внимание, что масштабы графика могут быть примерными и служат только для наглядности.