Какое количество энергии требуется для превращения в пар спирта массой 230 г, взятого при температуре 15 °С?

Предположим, что под «спиртом» имеется в виду этанол (C2H5OH). Рассчитаем энергию, которая нужна для полного превращения 230 г этанола из жидкого состояния в пар при нормальном давлении (1 атм).

Данные и принципы:

• Масса: m = 230 г
• Температура начала: T_i = 15 °С
• Температура кипения этанола: T_b ≈ 78.37 °С
• Теплоёмкость жидкого этанола: c_liq ≈ 2.44 Дж/(г·K)
• Молярная масса этанола: M ≈ 46.07 г/моль
• Энталпия испарения этанола: ΔHvap ≈ 38.56 кДж/моль

1. Нагрев жидкости до кипения

• ΔT = T_b − T_i = 78.37 − 15 ≈ 63.37 K
• Q1 = m · c_liq · ΔT = 230 г · 2.44 Дж/(г·K) · 63.37 K
• Q1 ≈ 35,6 кДж

2. Выпаривание при кипении

• число молей: n = m / M ≈ 230 г / 46.07 г/моль ≈ 4.996 моль
• Q2 = n · ΔHvap ≈ 4.996 моль · 38.56 кДж/моль ≈ 192.5 кДж

3. Общая энергия

• Q_total = Q1 + Q2 ≈ 35.6 кДж + 192.5 кДж ≈ 228 кДж
• В СИ: Q_total ≈ 2.28 × 10^5 Дж

Ответ: примерно 2.28 × 10^5 Дж (около 228 кДж) энергии требуется для превращения 230 г этанола при 15 °С в пар при нормальном давлении.

Замечания:

• В расчётах взяты стандартные значения теплоёмкости жидкого этанола и энтальпии испарения. При другой спиртовой палитре или условиях значения будут иными.
• Учитывается нагрев до точки кипения и последующее испарение.