Какое количество теплоты выделяется при кристаллизации 200г нафталина и его охлаждении от температуры кристаллизации до температуре 30 * С. Начертите график зависимости…

Для решения задачи нам нужно определить количество теплоты, выделяющееся при кристаллизации нафталина, а затем рассчитать количество теплоты, выделяющееся при его охлаждении.

1. Кристаллизация нафталина

Нафталин кристаллизуется при температуре около 80 °C. При кристаллизации нафталин выделяет теплоту, которая называется теплотой кристаллизации. Для нафталина она составляет примерно 200 Дж/г.

Расчет теплоты при кристаллизации:

\[ Q_1 = m \cdot L \]

где:

• \( Q_1 \) — количество теплоты, выделяемое при кристаллизации (Дж),
• \( m \) — масса нафталина (г),
• \( L \) — теплота кристаллизации (Дж/г).

Подставим значения:

\[ Q_1 = 200 \, \text{г} \cdot 200 \, \text{Дж/г} = 40000 \, \text{Дж} \]

2. Охлаждение нафталина

После кристаллизации нафталин остынет от температуры 80 °C до 30 °C. Для этого нам нужно знать удельную теплоемкость нафталина, которая составляет примерно 2,1 Дж/(г·°C).

Расчет теплоты при охлаждении:

Используем формулу:

\[ Q_2 = m \cdot c \cdot \Delta T \]

где:

• \( Q_2 \) — количество теплоты, выделяющееся при охлаждении (Дж),
• \( c \) — удельная теплоемкость нафталина (Дж/(г·°C)),
• \( \Delta T \) — изменение температуры (°C).

Температура меняется с 80 °C до 30 °C:

\[ \Delta T = 80 \, °C - 30 \, °C = 50 \, °C \]

Подставим значения:

\[ Q_2 = 200 \, \text{г} \cdot 2,1 \, \text{Дж/(г·°C)} \cdot 50 \, °C \]

\[ Q_2 = 200 \cdot 2,1 \cdot 50 = 21000 \, \text{Дж} \]

3. Общее количество теплоты

Общее количество теплоты, выделившееся при кристаллизации и охлаждении:

\[ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 = 40000 \, \text{Дж} + 21000 \, \text{Дж} = 61000 \, \text{Дж} \]

График зависимости температуры нафталина от времени

График будет представлять собой ступенчатую зависимость. Ниже описаны этапы:

1. Значение Y: температура во время кристаллизации 80 °C.
2. Время X: постоянно (горизонтальная линия) при 80 °C, пока происходит кристаллизация.
3. После завершения кристаллизации, температура начинает снижаться до 30 °C.

• Температура остается постоянной на уровне 80 °C во время кристаллизации.
• Затем она понижается до 30 °C.

Простой график можно визуализировать так:

80°C - ────────────────●───────────────
                Т1      Т2
30°C - ─────────────────────────────────
       |        Время

Точки Т1 и Т2 показывают время начала и конца кристаллизации.

Ответ

Общее количество теплоты, выделившееся при кристаллизации и охлаждении нафталина, равно 61000 Дж.