Дано:
m = 100 г = 0,1 кг
t₁ = 5°C
t₂ = 34,6°C - температура кипения эфира
с = 2340 Дж/(кг·град) - удельная теплоёмкость эфира
r = 0.4·10⁶ Дж/кг - удельная теплота парообразования эфира
Найти:
Q - количество теплоты для обращения эфира в пар
Сначала эфир нужно нагреть до температуры кипения. Для этого необходима энергия
Q₁ = cm(t₂ - t₁) = 2340 · 0.1 · (34.6 - 5) = 6926.4 (Дж)
Для обращения в пар эфира при температуре кипения потребуется энергия
Q₂ = r · m = 0.4·10⁶ · 0.1 = 40 000 (Дж)
Всего для обращения эфира в пар потребуется количество теплоты
Q = Q₁ + Q₂ = 6926.4 + 40 000 = 46 926.4 (Дж)
Потребуется теплоты Q = 46 926.4 Дж ≈ 47 кДж
V₁=10 см³=10*10⁻⁶ м³
t₁=400°C=400+273=673 К
t₂=16°C=16=289 К
Решение:
После соприкосновения шейки и ртути температура воздуха в полом шарике уменьшилась до 16°С=289 К, поэтому объем, занимаемый воздухом, уменьшился.
Найдем занимаемый объем воздуха после соприкосновения, используя закон Гей-Люссака:
Объем воздуха уменьшился, поэтому ртуть заняла оставшееся место в полости шарика. Vртути=V₀-V₁; Vртути=10*10⁻⁶-4.29*10⁻⁶=5.71*10⁻⁶ м³;
m=ρ*V; ρртути=13600 кг/м³;
m(ртути)=13600*5.71*10⁻⁶≈0.078 кг≈78 г
ответ: m≈78 г