Яку кількість енергії витрачено на процес нагрівання спирту масою 500 г і температурою 50°С до температури кипіння

Для решения данной задачи мы можем использовать формулу для вычисления теплового энергетического эффекта:

\[ Q = mc\Delta T \]

где:
- \( Q \) - количество тепловой энергии
- \( m \) - масса вещества
- \( c \) - удельная теплоемкость вещества
- \( \Delta T \) - изменение температуры

Шаг 1: Нагревание спирта до температуры кипения
Мы можем использовать формулу для определения количества тепловой энергии, затраченной на нагревание спирта:

\[ Q_1 = mc\Delta T_1 \]

где:
- \( Q_1 \) - количество тепловой энергии, затраченной на нагревание
- \( m \) - масса спирта, равная 500 г
- \( c \) - удельная теплоемкость спирта (предположим, что это 2,3 Дж/г·°C)
- \( \Delta T_1 \) - изменение температуры, равное разнице между температурой нагрева и комнатной температурой
(в данном случае, комнатная температура предполагается равной 20°C)

Мы можем вычислить \( Q_1 \) следующим образом:

\[ Q_1 = 500 \cdot 2,3 \cdot (50 - 20) \]

Шаг 2: Превращение спирта в пар
Мы можем использовать формулу для определения количества тепловой энергии, затраченной на превращение спирта в пар:

\[ Q_2 = mL \]

где:
- \( Q_2 \) - количество тепловой энергии, затраченной на превращение спирта в пар
- \( m \) - масса спирта, равная 500 г
- \( L \) - теплота парообразования спирта (предположим, что это 40,7 кДж/моль)

Для вычисления \( Q_2 \) нам необходимо узнать количество молей спирта. Для этого воспользуемся молярной массой спирта:

\[ n = \frac{m}{M} \]

где:
- \( n \) - количество молей спирта
- \( m \) - масса спирта, равная 500 г
- \( M \) - молярная масса спирта (предположим, что это 46 г/моль для спирта)

Мы можем вычислить \( n \) следующим образом:

\[ n = \frac{500}{46} \]

Теперь мы можем вычислить \( Q_2 \):

\[ Q_2 = \frac{500}{46} \cdot 40,7 \]

Шаг 3: Общее количество затраченной энергии
Общее количество тепловой энергии, затраченной на процесс нагревания спирта и его превращение в пар, можно найти путем сложения \( Q_1 \) и \( Q_2 \):

\[ Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 \]

Мы можем найти \( Q_{\text{общ}} \) следующим образом:

\[ Q_{\text{общ}} = 500 \cdot 2,3 \cdot (50 - 20) + \frac{500}{46} \cdot 40,7 \]

После подстановки числовых значений в формулу и выполнения вычислений, мы получим общее количество тепловой энергии, затраченной на процесс нагревания спирта и его превращение в пар.