Какое количество энергии необходимо для превращения в пар спирта массой 0,5 кг, взятого при температуре 10ºC ? Удельная теплоемкость спирта 2500 Дж/(кг·ºC), температура кипения…

Чтобы определить, какое количество энергии необходимо для превращения 0,5 кг спирта в пар, начнем с того, что процесс можно разбить на два этапа:

1. Нагревание спирта от начальной температуры до температуры кипения.
2. Парообразование спирта при температуре кипения.

Этап 1: Нагревание спирта

Для нагрева спирта используем формулу:

\[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T \]

где:

• \( Q_1 \) — количество тепла, необходимое для нагрева,
• \( m \) — масса спирта,
• \( c \) — удельная теплоемкость спирта,
• \( \Delta T \) — изменение температуры.

Здесь:

• \( m = 0,5 \) кг,
• \( c = 2500 \) Дж/(кг·°C),
• начальная температура \( T_{\text{нач}} = 10 \)°C,
• температура кипения \( T_{\text{кип}} = 78 \)°C.

Следовательно, изменение температуры:

\[ \Delta T = T_{\text{кип}} - T_{\text{нач}} = 78 - 10 = 68 \]°C.

Теперь подставим значения в формулу:

\[ Q_1 = 0,5 \cdot 2500 \cdot 68 \]

\[ Q_1 = 0,5 \cdot 2500 \cdot 68 = 85000 \text{ Дж} \]

Этап 2: Парообразование

Теперь найдем количество тепла, необходимое для парообразования спирта, используя формулу:

\[ Q_2 = m \cdot L \]

где:

• \( Q_2 \) — количество тепла, необходимое для парообразования,
• \( L \) — удельная теплота парообразования спирта.

Здесь удельная теплота парообразования \( L = 0,9 \cdot 10^6 \) Дж/кг. Подставляем значения:

\[ Q_2 = 0,5 \cdot (0,9 \cdot 10^6) \]

\[ Q_2 = 0,5 \cdot 900000 = 450000 \text{ Дж} \]

Общая энергия

Теперь сложим количество энергии, необходимое для нагрева и парообразования:

\[ Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 \]

\[ Q_{\text{общ}} = 85000 + 450000 = 535000 \text{ Дж} \]

Таким образом, общее количество энергии, необходимое для превращения 0,5 кг спирта в пар, равно 535000 Дж.