Колбу, содержащую воду массой m=300 г при температуре t=40 нагревают на спиртовке. Какая масса воды превратится в пар, если в спиртовке сгорела масса m=20 г спирта? Коэффициент…
Колбу, содержащую воду массой m=300 г при температуре t=40 нагревают на спиртовке. Какая масса воды превратится в пар, если в спиртовке сгорела масса m=20 г спирта? Коэффициент полезного действия спиртовки 20% теплоёмкость колбы С=200 Дж/С
Для того чтобы решить эту задачу, мы можем воспользоваться законом сохранения энергии.
Первоначально считаем количество тепловой энергии, выделившейся при сгорании спирта. Энергия, выделившаяся при сгорании спирта, равна Q = m_spirta * Q_spirta, где m_spirta – масса спирта, Q_spirta – теплота сгорания спирта.
Теплота сгорания спирта равна Q_spirta = 20 г * 200 Дж/г = 4000 Дж.
Тепловая энергия пойдет на нагревание колбы и испарение воды. Масса испаренной воды равна m_vody = Q_total / (L + С * (T - t)), где Q_total – полная тепловая энергия, L - теплота испарения воды, T – окончательная температура, t – исходная температура.
Тепловая энергия, идущая на испарение воды, равна Q_vody = Q_spirta * 0.2 (коэффициент полезного действия спиртовки) = 4000 Дж * 0.2 = 800 Дж.
Подставляем все значения: m_vody = 800 Дж / (2260 Дж/г + 200 Дж/г*°С*(T = 40°C - t = 40°C)).
Рассчитаем дополнительно температурное слагаемое в знаменателе, получим: m_vody = 800 Дж / (2260 Дж/г + 200 Дж/г * °С * 0°C) = 800 Дж / 2260 Дж/г = 0.353 г.
Таким образом, масса воды, превращенной в пар, составляет 0.353 г.
