Объяснение:
Дано:
V = 2 л = 2·10⁻³ м³ - объем воды
ρ = 1·10³ кг/м³ - плотность воды
t₁ = 20⁰C - начальная температура воды
t₂ = 100⁰C - температура кипения воды
c = 4200 Дж / (кг·°С) - удельная теплоемкость воды
L = 2250·10³ Дж/кг - удельная теплота парообразования воды
m₁ = 172 г = 172·10⁻³ кг - масса спирта
_______________________________
q₁ - ?
1)
Находим массу воды:
m = ρ·V = 1·10³·2·10⁻³ = 2 кг
2)
Количество теплоты, необходимое на нагревание воды до температуры кипения:
Q' = c·m·(t₂ - t₁) = 4200·2·(100 - 20) = 672·10³ Дж
Количество теплоты, необходимое на испарение воды:
Q'' = L·m = 2250·10³·2 = 4500·10³ Дж
Суммарное количество теплоты:
Q = Q' + Q'' = (672 + 4500)·10³ ≈ 5, 17·10⁶ Дж (1)
3)
Сжигаем спирт:
Q₁ = m₁·q₁ = 172·10⁻³·q₁ (2)
Приравняем (2) и (1):
172·10⁻³·q₁ = 5,17·10⁶
q₁ = 5,17·10⁶ / (172·10⁻³) ≈ 30·10⁶ Дж/кг или q₁ = 30 МДж/кг
Заглянем в таблицу.
Задача решена верно!
t₁ = 20°С
t₁ = 10 °C
t₃ = 0 °C
c₁ = 4200 Дж/(кг*°С)
λ = 3,3*10⁵ Дж/кг
N -?
Q₁ = c₁*m₁*(t₁ - t₂) - количество теплоты отданное водой
Q₂ = λ*m₂ - количество теплоты полученное для плавления льда массой m₂
Q₃ = c₁*m₂*(t₁ - t₃) - количество теплоты пошедшее на нагревание воды полученной из льда при 0 °С
Q₁ = Q₂ + Q₃
c₁*m₁*(t₁ - t₂) = λ*m₂ + c₁*m₂*(t₁ - t₃)
m₂*(λ + c₁*(t₁ - t₃)) = c₁*m₁*(t₁ - t₂)
m₂ = c₁*m₁*(t₁ - t₂) / (λ + c₁*(t₁ - t₃))
m₂ = 4200 Дж/(кг*°С)*0,100 кг*10 °С / (3,3*10⁵ Дж/кг + 4200 Дж/(кг*°С)*10 °С) = 4200 / 3,72*10⁵ = 1,13*10⁻² кг = 11,3*10⁻³ кг = 11,3 г
N = 11,3 г / 5 г = 2,26 кубика