Чтобы рассчитать количество теплоты, выделяющееся при конденсации и охлаждении 2 г спирта, нужно учитывать два этапа: конденсацию и охлаждение.
Конденсация спирта: Для конденсации потребуется знать теплота парообразования спирта (например, этанола), которая составляет примерно 850 Дж/г. Для 2 г спирта:
[
Q_{\text{конденсация}} = m \cdot L = 2 , \text{г} \cdot 850 , \text{Дж/г} = 1700 , \text{Дж}
]
Охлаждение спирта: После конденсации необходимо охладить спирт с температуры насыщенного пара до 18 °C. Шкал для температуры не указано, учитываем, что спирт после конденсации является жидкостью. Для охлаждения нам нужно знать удельную теплоемкость спирта, которая составляет около 2.44 Дж/(г·°C).
Предположим, что температура насыщенного пара спирта (этанола) при атмосферном давлении приблизительно 78 °C.
Количество теплоты, выделяющееся при охлаждении, можно рассчитать по формуле:
[
Q_{\text{охлаждение}} = m \cdot c \cdot \Delta T
]
где (\Delta T = T_{\text{нач}} - T_{\text{кон}}) = 78 °C - 18 °C = 60 °C
Подставим значения:
[
Q_{\text{охлаждение}} = 2 , \text{г} \cdot 2.44 , \text{Дж/(г \cdot °C)} \cdot 60 , °C = 292.8 , \text{Дж}
]
- Общее количество теплоты: Объединим обе части:
[
Q_{\text{общ}} = Q_{\text{конденсация}} + Q_{\text{охлаждение}} = 1700 , \text{Дж} + 292.8 , \text{Дж} = 1992.8 , \text{Дж}
]
Таким образом, общее количество теплоты, выделяющееся при конденсации и дальнейшем охлаждении 2 г спирта до 18 °C, составляет приблизительно 1993 Дж.
