Какое количество спирта надо сжечь, чтобы обратить в пар 900 г воды взятой при температуре кипения?
ответ запишите в граммах и округлите до целого числа.
Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°С), удельная теплота парообразования воды 2300 кДж/кг, температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении 100 °С, удельная теплота сгорания спирта 27 МДж/кг?
Шаг 1: Определение количества энергии, необходимого для превращения 900 г воды при температуре кипения в пар.
Сначала мы должны найти сколько энергии нужно для нагревания воды до температуры кипения. Для этого мы используем формулу:
Q1 = m * c * ΔT
где Q1 - количество энергии, m - масса воды, c - удельная теплоёмкость воды, ΔT - изменение температуры.
В данном случае масса воды (m) равна 900 г, удельная теплоёмкость воды (c) равна 4200 Дж/(кг·°С), а изменение температуры (ΔT) равно разнице между температурой кипения воды (100 °С) и начальной температурой (которая не указана в вопросе, предположим она равна 0 °С):
ΔT = 100 °С - 0 °С = 100 °С
Подставляем значения в формулу:
Q1 = 900 г * 4200 Дж/(кг·°С) * 100 °С = 378000000 Дж
Теперь мы знаем, сколько энергии нужно для нагревания воды до температуры кипения. Однако нам также нужно учесть теплоту парообразования воды.
Теплота парообразования (Q2) равна:
Q2 = m * L
где L - удельная теплота парообразования воды.
В данном случае масса воды (m) равна 900 г, а удельная теплота парообразования воды (L) равна 2300 кДж/кг. Нам нужно привести все в одни единицы измерения (Дж), поэтому мы можем умножить значение удельной теплоты парообразования на 1000:
L = 2300 кДж/кг * 1000 = 2300000 Дж/кг
Теперь подставляем значения в формулу:
Q2 = 900 г * 2300000 Дж/кг = 2070000000 Дж
Шаг 2: Определение количества спирта, необходимого для сжигания и получения необходимой энергии.
Для этого мы используем формулу:
Q3 = m * q
где Q3 - количество энергии, m - масса спирта, q - удельная теплота сгорания спирта.
В данном случае мы знаем, что Q3 равно сумме Q1 и Q2 (так как всю энергию нужно получить из сгорания спирта):
Q3 = Q1 + Q2 = 378000000 Дж + 2070000000 Дж = 2448000000 Дж
Удельная теплота сгорания спирта (q) равна 27 МДж/кг. Нам нужно привести её в Дж:
q = 27 МДж/кг * 1000000 = 27000000 Дж/кг
Теперь мы можем подставить значения в формулу:
2448000000 Дж = m * 27000000 Дж/кг
Для решения уравнения относительно m, мы делим обе части уравнения на значение удельной теплоты сгорания спирта (27000000 Дж/кг):
m = 2448000000 Дж / 27000000 Дж/кг ≈ 90.67 кг
Шаг 3: Округление результата и запись ответа.
Поскольку в вопросе температура указана в граммах, мы округляем ответ до целого числа:
Ответ: 91 грамм.