Номер 6, страница 26 - гдз по физике 8 класс тренажёр Хмельницкая

Проверочная работа № 5. Температура кипения. Удельная теплота парообразования. Вариант 1 - номер 6, страница 26.

Решение.

6. Какое количество теплоты необходимо для обращения в пар эфира массой 8 кг, взятого при температуре 10 °C (см. табличные значения)?

Дано:

Решение:

Найти:

Ответ:

Решение.

Дано:

$m = 8$ кг

$t_1 = 10$ °C

Вещество: эфир

Табличные значения для эфира:

Удельная теплоемкость: $c = 2350 \frac{Дж}{кг \cdot \text{°C}}$

Температура кипения: $t_{кип} = 35$ °C

Удельная теплота парообразования: $L = 0.4 \cdot 10^6 \frac{Дж}{кг}$

Перевод в систему СИ:

Масса $\text{m}$ уже выражена в единицах СИ: $m = 8$ кг.

Удельная теплота парообразования: $L = 0.4 \cdot 10^6 \frac{Дж}{кг} = 4 \cdot 10^5 \frac{Дж}{кг}$.

Поскольку в расчетах используется разность температур, а изменение температуры на 1°C равно изменению на 1 K, можно использовать градусы Цельсия. Однако для строгости переведем в Кельвины (используя приближение $0 \text{ °C} = 273 \text{ K}$):

$T_1 = t_1 + 273 = 10 + 273 = 283$ К

$T_{кип} = t_{кип} + 273 = 35 + 273 = 308$ К

Удельная теплоемкость: $c = 2350 \frac{Дж}{кг \cdot \text{K}}$

Найти:

$\text{Q}$ - ?

Решение:

Чтобы превратить эфир в пар, сначала необходимо нагреть его до температуры кипения, а затем сообщить ему количество теплоты, равное теплоте парообразования. Общее количество теплоты $\text{Q}$ будет равно сумме теплоты, затраченной на нагревание ($Q_1$), и теплоты, затраченной на парообразование ($Q_2$).

$Q = Q_1 + Q_2$

1. Вычислим количество теплоты, необходимое для нагревания эфира от начальной температуры $t_1$ до температуры кипения $t_{кип}$.

Формула для расчета:

$Q_1 = c \cdot m \cdot (t_{кип} - t_1)$

Подставим числовые значения:

$Q_1 = 2350 \frac{Дж}{кг \cdot \text{°C}} \cdot 8 \text{ кг} \cdot (35 \text{ °C} - 10 \text{ °C}) = 2350 \cdot 8 \cdot 25 \text{ Дж} = 470000 \text{ Дж}$

2. Вычислим количество теплоты, необходимое для превращения всего эфира в пар при температуре кипения.

Формула для расчета:

$Q_2 = L \cdot m$

Подставим числовые значения:

$Q_2 = 4 \cdot 10^5 \frac{Дж}{кг} \cdot 8 \text{ кг} = 32 \cdot 10^5 \text{ Дж} = 3200000 \text{ Дж}$

3. Теперь найдем общее количество теплоты, сложив полученные значения:

$Q = Q_1 + Q_2 = 470000 \text{ Дж} + 3200000 \text{ Дж} = 3670000 \text{ Дж}$

Для удобства представим ответ в мегаджоулях (МДж), зная, что $1 \text{ МДж} = 10^6 \text{ Дж}$.

$Q = \frac{3670000}{1000000} \text{ МДж} = 3.67 \text{ МДж}$

Ответ: для обращения в пар 8 кг эфира необходимо количество теплоты, равное $3.67 \text{ МДж}$.