Question

Несмотря на то, что мальтоза не горит сама по себе, в смеси с окислителем её иногда используют в качестве топлива пиротехники. Определите, какую минимальную массу мальтозы (г) нужно сжечь, чтобы нагреть до кипения чайник (2 л) воды? Потерями теплоты пренебречь, теплоемкость воды принять 4200 Дж/(кг∙0С), исходная температура воды 20 0С. ответ округлите до целых.

Answer 1

Нужно сжечь 40,97 г мальтозы.

Объяснение:

1) Количество теплоты, которое требуется для нагревания  вещества определим по формуле:

Q = cmΔt,

Удельная теплоемкость воды с = 4200 Дж/кг·град.

Масса воды:

m = ρ·V;  плотность воды ρ = 1 г/см³;  

1 л = 1000 мл = 1000 ³см, 2 л = 2000 см²;

m = 1 г/см³ · 2000 см³ = 2000 г = 2 кг.

Изменение температуры от 20°С до 100°С (до кипения)

Δt = t₂ - t₁ = 100° - 20° = 80°С

Количество теплоты, которое требуется для нагревания 2 л воды до температуры кипения:

Q = cmΔt = 4200 Дж/кг·град · 2 кг · 80° = 672 000 Дж = 672 кДж.

2) При сгорании 1 моль мальтозы выделяется 5610 кДж тепла (тепловой эффект реакции горения мальтозы, справочная величина).

C₁₂H₂₂O₁₁ + O₂ → 2C₆H₁₂O₆ + 5610 кДж

Найдем, количество вещества мальтозы, необходимое для получения 672 кДж тепла:

$\displaystyle n=\frac{Q}{Q_{0} } =\frac{672}{5610} =0,1198\;(mol)$

Потребуется 0,1198 моль вещества мальтозы.

Найдем массу мальтозы:

M(C₁₂H₂₂O₁₁) = 12·12 + 22 + 16·11 = 144 + 22 + 176 = 342 г/моль;

m = n · M = 0,1198 моль · 342 г/моль = 40,97 г.

Потребуется 40,97 г мальтозы.