Номер 42.25, страница 161 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 42. Испарение и конденсация. Кипение. Глава 6. Тепловые явления - номер 42.25, страница 161.

42.25 [1116] Какое количество теплоты необходимо для обращения в пар: воды массой 10 г, спирта массой 2 г, эфира массой 8 г, если каждая жидкость нагрета до температуры кипения?1

Дано:

Масса воды $m_в = 10 \text{ г}$
Масса спирта $m_с = 2 \text{ г}$
Масса эфира $m_э = 8 \text{ г}$

$m_в = 10 \cdot 10^{-3} \text{ кг} = 0.01 \text{ кг}$

$m_с = 2 \cdot 10^{-3} \text{ кг} = 0.002 \text{ кг}$

$m_э = 8 \cdot 10^{-3} \text{ кг} = 0.008 \text{ кг}$

Найти:

$Q_{общ}$

Решение:

Согласно условию, каждая жидкость уже нагрета до своей температуры кипения. Следовательно, для их превращения в пар необходимо затратить количество теплоты, которое рассчитывается по формуле для парообразования:

$Q = L \cdot m$

где $L$ — удельная теплота парообразования вещества, а $m$ — его масса.

Общее количество теплоты $Q_{общ}$ будет равно сумме количеств теплоты, необходимых для испарения каждой из жидкостей:

$Q_{общ} = Q_в + Q_с + Q_э$

Для расчетов воспользуемся табличными значениями удельной теплоты парообразования:

Удельная теплота парообразования воды $L_в \approx 2.3 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг}$.
Удельная теплота парообразования спирта $L_с \approx 0.9 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг}$.
Удельная теплота парообразования эфира $L_э \approx 0.4 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг}$.

Теперь рассчитаем количество теплоты для каждой жидкости отдельно.

воды

$Q_в = L_в \cdot m_в = 2.3 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг} \cdot 0.01 \text{ кг} = 23000 \text{ Дж}$.

спирта

$Q_с = L_с \cdot m_с = 0.9 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг} \cdot 0.002 \text{ кг} = 1800 \text{ Дж}$.

эфира

$Q_э = L_э \cdot m_э = 0.4 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг} \cdot 0.008 \text{ кг} = 3200 \text{ Дж}$.

Суммарное количество теплоты:

$Q_{общ} = Q_в + Q_с + Q_э = 23000 \text{ Дж} + 1800 \text{ Дж} + 3200 \text{ Дж} = 28000 \text{ Дж}$.

Для удобства можно выразить ответ в килоджоулях: $28000 \text{ Дж} = 28 \text{ кДж}$.

Ответ: необходимое количество теплоты равно $28000 \text{ Дж}$ (или $28 \text{ кДж}$).