Какое количество теплоты необходимо для нагревания и обращения в пар 3,5 кг спирта взятого при температуре 18°C (для спирта температура кипения 78°C, удельная теплоемкость 2500 Дж…

Давайте разберем задачу пошагово.

Дано:

• Масса спирта, \(m = 3{,}5\, \text{kg}\)
• Начальная температура, \(t_нач = 18^\circ C\)
• Температура кипения спирта, \(t_{кип} = 78^\circ C\)
• Удельная теплоемкость спирта, \(c = 2500\, \text{Дж/kg} \cdot °C\)
• Удельная теплота парообразования, \(L = 0{,}9 \times 10^6\, \text{Дж}\)

Шаг 1: Нагрев спирта до точки кипения

Для этого нужно рассчитать количество теплоты, необходимое для повышения температуры от 18°C до 78°C:

\[ Q_1 = m \times c \times \Delta t \] где \(\Delta t = t_{кип} - t_{нач} = 78^\circ C - 18^\circ C = 60^\circ C\)

Подставим значения:

\[ Q_1 = 3{,}5\, \text{kg} \times 2500\, \text{Дж/(kg·°C)} \times 60^\circ C \]

Вычислим:

\[ Q_1 = 3,5 \times 2500 \times 60 = 3,5 \times 150000 = 525000\, \text{Дж} \]

Шаг 2: Испарение спирта при температуре кипения

Количество теплоты для превращения оставшейся жидкости в пар:

\[ Q_2 = m \times L \] где \(m = 3,5\, \text{kg}\),

подставим:

\[ Q_2 = 3,5 \times 0,9 \times 10^6 = 3,5 \times 900000 = 3{,}15 \times 10^6\, \text{Дж} \]

Итог: общее количество теплоты \(Q_{ит}\)

Общая теплота — сумма теплоты на нагрев и парообразование:

\[ Q_{ит} = Q_1 + Q_2 = 525000 + 3{,}15 \times 10^6 \]

\[ Q_{ит} = 525000 + 3150000 = 3675000\, \text{Дж} \]

или в миллионах джоулей:

\[ Q_{ит} \approx 3,675 \times 10^6\, \text{Дж} \]

Ответ:

Для нагрева и обращения в пар 3,5 кг спирта с температуры 18°C до состояния пара при кипении необходимо approximately 3,68 МДж (мегаджоулей).