Номер 31, страница 20 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Тепловые явления. ТЗ-8. Испарение и конденсация. Влажность воздуха. Кипение - номер 31, страница 20.

Условие.

31. 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?

Решение.

Дано:

Масса воды, $m_{в} = 10 \text{ г}$

Масса спирта, $m_{с} = 2 \text{ г}$

Масса эфира, $m_{э} = 8 \text{ г}$

Перевод в систему СИ:
$m_{в} = 10 \text{ г} = 0.01 \text{ кг}$
$m_{с} = 2 \text{ г} = 0.002 \text{ кг}$
$m_{э} = 8 \text{ г} = 0.008 \text{ кг}$

Найти:

Общее количество теплоты $Q_{общ}$

Решение:

По условию задачи, все жидкости уже нагреты до температуры кипения. Это означает, что вся подводимая к ним теплота будет расходоваться только на процесс парообразования (переход из жидкого состояния в газообразное), без дальнейшего повышения температуры. Количество теплоты, необходимое для превращения жидкости в пар при температуре кипения, рассчитывается по формуле:

$Q = L \cdot m$

где $\text{L}$ – удельная теплота парообразования вещества, а $\text{m}$ – его масса.

Общее количество теплоты будет равно сумме теплоты, необходимой для испарения каждой из жидкостей:

$Q_{общ} = Q_{в} + Q_{с} + Q_{э}$

Подставим формулу для каждой жидкости:

$Q_{общ} = L_{в} \cdot m_{в} + L_{с} \cdot m_{с} + L_{э} \cdot m_{э}$

Для расчетов воспользуемся табличными значениями удельной теплоты парообразования:
- Удельная теплота парообразования воды: $L_{в} = 2.3 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг}$
- Удельная теплота парообразования спирта: $L_{с} = 0.9 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг}$
- Удельная теплота парообразования эфира: $L_{э} = 0.4 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг}$

Теперь рассчитаем количество теплоты для каждого вещества по отдельности:

1. Количество теплоты для обращения в пар воды:

$Q_{в} = 2.3 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг} \cdot 0.01 \text{ кг} = 23000 \text{ Дж}$

2. Количество теплоты для обращения в пар спирта:

$Q_{с} = 0.9 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг} \cdot 0.002 \text{ кг} = 1800 \text{ Дж}$

3. Количество теплоты для обращения в пар эфира:

$Q_{э} = 0.4 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг} \cdot 0.008 \text{ кг} = 3200 \text{ Дж}$

Наконец, найдем общее количество теплоты, просуммировав полученные значения:

$Q_{общ} = 23000 \text{ Дж} + 1800 \text{ Дж} + 3200 \text{ Дж} = 28000 \text{ Дж}$

Для удобства можно перевести результат в килоджоули:

$28000 \text{ Дж} = 28 \text{ кДж}$

Ответ: необходимое количество теплоты составляет 28000 Дж (или 28 кДж).