Рассчитайте кол-во теплоты необходимое чтобы 500 грамм ртути взятой при температуре -79 перевести в пар. решить с решением и дано
Для вычисления количества теплоты, необходимого для превращения 500 грамм ртути из твердого состояния при температуре -79 °C в пар, нужно пройти через несколько этапов:
- Нагревание ртути с -79 °C до ее температуры плавления (температура плавления ртути: -38.83 °C).
Формула для вычисления теплоты: \[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T \] где:
- \( m \) — масса (кг),
- \( c \) — удельная теплоемкость (для ртути: \( c = 0.14 \, \text{кДж/(кг·°C)} \)),
- \( \Delta T \) — изменение температуры (Температура плавления - начальная температура).
Расчёт:
- \( m = 0.5 \, \text{кг} \)
- \( \Delta T = -38.83 - (-79) = 40.17 \, °C \)
Подставляем значения: \[ Q_1 = 0.5 \cdot 0.14 \cdot 40.17 \] \[ Q_1 \approx 2.83 \, \text{кДж} \]
- Плавление ртути.
Формула для вычисления теплоты плавления: \[ Q_2 = m \cdot L_f \] где:
- \( L_f \) — скрытая теплота плавления ртути (\( L_f = 11.7 \, \text{кДж/кг} \)).
Расчёт: \[ Q_2 = 0.5 \cdot 11.7 \] \[ Q_2 \approx 5.85 \, \text{кДж} \]
- Нагревание ртути с -38.83 °C до точки кипения (температура кипения ртути: 356.73 °C).
Формула: \[ Q_3 = m \cdot c \cdot \Delta T \] где \( c \) (удельная теплоемкость ртути в жидком состоянии) равна \( 0.14 \, \text{кДж/(кг·°C)} \) и \( \Delta T = 356.73 - (-38.83) = 395.56 \, °C \).
Расчёт: \[ Q_3 = 0.5 \cdot 0.14 \cdot 395.56 \] \[ Q_3 \approx 27.63 \, \text{кДж} \]
- Парообразование ртути.
Формула: \[ Q_4 = m \cdot L_v \] где:
- \( L_v \) — скрытая теплота парообразования ртути (\( L_v = 295.3 \, \text{кДж/кг} \)).
Расчёт: \[ Q_4 = 0.5 \cdot 295.3 \] \[ Q_4 \approx 147.65 \, \text{кДж} \]
- Общее количество теплоты:
Теперь мы суммируем все полученные количества теплоты: \[ Q_{total} = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4 \] \[ Q_{total} \approx 2.83 + 5.85 + 27.63 + 147.65 \] \[ Q_{total} \approx 184.96 \, \text{кДж} \]
Ответ: Для превращения 500 граммов ртути из твердого состояния при -79 °C в пар необходимо примерно 185 кДж теплоты.
