Номер 6, страница 122 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 4. Изменение агрегатных состояний вещества. Параграф 30. Кипение. Удельная теплота парообразования. Задание 29 - номер 6, страница 122.

Условие.

6. Какое количество теплоты выделяется при конденсации 0,1 кг эфира, взятого при температуре кипения, и при последующем его охлаждении до температуры 15 °С?

Решение.

Дано:

Масса эфира, $m = 0,1$ кг

Конечная температура, $t_2 = 15$ °C

Начальное состояние: пар эфира при температуре кипения, $t_1 = t_{кип}$

Для решения задачи необходимы справочные данные для эфира:

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

Удельная теплота парообразования, $L = 0,4 \cdot 10^6$ Дж/кг

Удельная теплоемкость, $c = 2350$ Дж/(кг·°C)

Найти:

Общее количество выделившейся теплоты, $Q_{общ}$ — ?

Решение:

Процесс выделения теплоты состоит из двух этапов. Общее количество выделившейся теплоты $Q_{общ}$ будет равно сумме теплоты, выделившейся на каждом этапе: при конденсации ($Q_1$) и при охлаждении ($Q_2$).

1. Рассчитаем количество теплоты $Q_1$, которое выделяется при конденсации эфира. Этот процесс происходит при постоянной температуре (температуре кипения). Формула для расчета:

$Q_1 = L \cdot m$

Подставляя известные значения, получаем:

$Q_1 = 0,4 \cdot 10^6 \frac{Дж}{кг} \cdot 0,1 \text{ кг} = 40000 \text{ Дж}$

2. Рассчитаем количество теплоты $Q_2$, которое выделяется при охлаждении уже жидкого эфира от температуры кипения $t_{кип}$ до конечной температуры $t_2$. Формула для расчета:

$Q_2 = c \cdot m \cdot (t_{кип} - t_2)$

Подставляя известные значения, получаем:

$Q_2 = 2350 \frac{Дж}{кг \cdot \text{°C}} \cdot 0,1 \text{ кг} \cdot (35 \text{°C} - 15 \text{°C}) = 235 \frac{Дж}{\text{°C}} \cdot 20 \text{°C} = 4700 \text{ Дж}$

3. Общее количество выделившейся теплоты равно сумме $Q_1$ и $Q_2$:

$Q_{общ} = Q_1 + Q_2 = 40000 \text{ Дж} + 4700 \text{ Дж} = 44700 \text{ Дж}$

Для удобства представления результата переведем джоули в килоджоули (1 кДж = 1000 Дж):

$Q_{общ} = 44,7 \text{ кДж}$

Ответ: 44,7 кДж.