Определите удельную теплоту сгорания этилового спирта , если известно, что при полном сгорании ега масса m=1,05г выделяется количество теплоты , необходимому для нагревания куска льда объемом V=3,0дм³ от температуры t1=-10°C до температуры t2=10°C
Чтобы определить удельную теплоту сгорания этилового спирта, воспользуемся данными, которые у нас есть. Удельная теплота сгорания (q) показывает, сколько тепла выделяется при сгорании единицы массы вещества.
1. **Определим, сколько теплоты получено при нагревании льда.**
Для этого нужно вычислить количество тепла (Q), необходимое для нагрева льда от -10°C до 0°C, а затем и от 0°C до 10°C.
- **Нагрев льда от -10°C до 0°C:**
Используем формулу:
\[
Q_1 = m_л \cdot c_л \cdot \Delta t_1
\]
где:
- \( m_л \) — масса льда,
- \( c_л \) — удельная теплоемкость льда (приблизительно \( 2,09 \, \text{Дж/(кг·°C)} \)),
- \( \Delta t_1 \) — изменение температуры (10°C).
Массу льда можно найти из его объема и плотности. Плотность льда примерно \( 0,9 \, \text{кг/дм}^3 \). Найдем массу:
\[
m_л = V \cdot \rho = 3 \, \text{дм}^3 \cdot 0,9 \, \text{кг/дм}^3 = 2,7 \, \text{кг}
\]
Подставим значения:
\[
Q_1 = 2,7 \, \text{кг} \cdot 2,09 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 10 \, \text{°C} = 56,43 \, \text{Дж}
\]
- **Нагрев от 0°C до 10°C:**
Используем формулу с учетом разложения льда в воду и добавления теплоты для плавления:
\[
Q_2 = m_л \cdot L_п
\]
где \( L_п \) — скрытая теплота плавления (приблизительно \( 334 \, \text{кДж/кг} \) или \( 334000 \, \text{Дж/кг} \)).
Подставляем:
\[
Q_2 = 2,7 \, \text{кг} \cdot 334000 \, \text{Дж/кг} = 901800 \, \text{Дж}
\]
Теперь, складываем полученные значения тепла:
\[
Q_{total} = Q_1 + Q_2 = 56,43 \, \text{Дж} + 901800 \, \text{Дж} \approx 901856,43 \, \text{Дж}
\]
2. **Определим удельную теплоту сгорания этилового спирта.**
Теплота, выделяющаяся при сгорании спирта, равна полученному количеству теплоты, которую мы вычислили. Удельная теплота сгорания «q» будет:
\[
q = \frac{Q}{m} = \frac{901856,43 \, \text{Дж}}{1,05 \, \text{г}} = \frac{901856,43 \, \text{Дж}}{0,00105 \, \text{кг}} \approx 858503000 \, \text{Дж/кг} \text{ или } 858503 \, \text{кДж/кг}
\]
Таким образом, удельная теплота сгорания этилового спирта составляет примерно \( 858,5 \, \text{кДж/кг} \).
