Какое количество теплоты потребуется для обращения в пар 100 г эфира, имеющего температуру 5 градусов Цельсия?
Чтобы определить количество теплоты, необходимое для обращения 100 г эфира в пар при температуре 5 градусов Цельсия, нужно учитывать два аспекта: нагревание эфира до точки кипения и его последующее превращение в пар.
1. **Нагревание эфира до точки кипения**:
Сначала необходимо нагреть эфир до его температуры кипения. Если взять, к примеру, диэтиловый эфир (C2H5)2O, его точка кипения составляет примерно 34.6 градусов Цельсия.
Формула для расчета количества теплоты (Q) при нагревании выглядит следующим образом:
\[
Q = m \cdot c \cdot \Delta T
\]
где:
- \( m \) — масса вещества (в кг),
- \( c \) — удельная теплоемкость эфира (приблизительно 2.56 кДж/(кг·°C)),
- \( \Delta T \) — изменение температуры (в °C).
В нашем случае:
- \( m = 0.1 \) кг (100 г),
- \( \Delta T = 34.6 - 5 = 29.6 \)°C.
Подставляем значения:
\[
Q_1 = 0.1 \, \text{кг} \cdot 2.56 \, \text{кДж/(кг·°C)} \cdot 29.6 \, °C \approx 0.75 \, \text{кДж}.
\]
2. **Парообразование**:
Дальше нужно учитывать количество теплоты, необходимое для превращения эфира в пар, что рассчитывается по формуле:
\[
Q = m \cdot L
\]
где:
- \( L \) — скрытая теплота парообразования (для диэтилового эфира примерно 0.7 МДж/кг).
Для 100 г эфира:
\[
Q_2 = 0.1 \, \text{кг} \cdot 0.7 \, \text{МДж/кг} = 0.07 \, \text{МДж} = 70 \, \text{кДж}.
\]
3. **Общее количество теплоты**:
Суммируем оба этапа:
\[
Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 \approx 0.75 \, \text{кДж} + 70 \, \text{кДж} = 70.75 \, \text{кДж}.
\]
Таким образом, для обращения в пар 100 г эфира, имеющего температуру 5 °C, потребуется приблизительно 70.75 кДж теплоты.
