Какое количество теплоты выделится при конденсации и дальнейшем охлаждении до 8 градусов спирта массой...

При конденсации и охлаждении спирта массой 200 г выделится 14 000 Дж теплоты.

Для решения задачи нам нужно учитывать несколько этапов процесса: конденсация спирта и его охлаждение до 8 градусов Цельсия. Давайте рассмотрим их по отдельности.

1. Конденсация спирта

При конденсации спирта, который находится в парообразном состоянии при температуре 78 градусов Цельсия, выделяется теплота, равная скрытой теплоте парообразования. Скрытая теплота парообразования для этанола (спирта) составляет приблизительно 841 кДж/кг.

Масса спирта ( m = 200 ) г = 0.2 кг.

Количество теплоты, выделяемое при конденсации, рассчитывается по формуле: [ Q_1 = m \cdot L, ] где ( L ) — удельная теплота парообразования (841 кДж/кг или 841000 Дж/кг).

Подставляем значения: [ Q_1 = 0.2 \, \text{кг} \cdot 841000 \, \text{Дж/кг} = 168200 \, \text{Дж}. ]

1. Охлаждение конденсированного спирта до 8 градусов Цельсия

Теперь, когда спирт сконденсировался, он находится в жидком состоянии при температуре 78 градусов Цельсия, и его нужно охладить до 8 градусов Цельсия. Для этого используется удельная теплоёмкость жидкого спирта, которая составляет приблизительно ( c = 2.44 \, \text{Дж/(г·°C)} ) или ( 2440 \, \text{Дж/(кг·°C)} ).

Температурная разница: [ \Delta T = 78 \, \text{°C} - 8 \, \text{°C} = 70 \, \text{°C}. ]

Количество теплоты, выделяемое при охлаждении, рассчитывается по формуле: [ Q_2 = m \cdot c \cdot \Delta T. ]

Подставляем значения: [ Q_2 = 0.2 \, \text{кг} \cdot 2440 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 70 \, \text{°C} = 34160 \, \text{Дж}. ]

1. Общее количество теплоты

Теперь складываем количество теплоты, выделенное на обоих этапах: [ Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2. ]

Подставляем значения: [ Q_{\text{общ}} = 168200 \, \text{Дж} + 34160 \, \text{Дж} = 202360 \, \text{Дж}. ]

Таким образом, при конденсации и дальнейшем охлаждении спирта массой 200 г, взятого при температуре 78 градусов Цельсия, выделится 202360 Дж (или 202.36 кДж) теплоты.

Для начала определим, какую энергию необходимо выделить при конденсации спирта. Для этого воспользуемся формулой Q = m * L, где Q - количество выделенной теплоты, m - масса вещества, L - удельная теплота парообразования.

Удельная теплота парообразования спирта составляет около 840 кДж/кг. Для перевода этой величины в Дж/г воспользуемся следующим преобразованием: 840 кДж/кг * 1000 г/кг = 840000 Дж/кг.

Теперь рассчитаем количество теплоты, которое необходимо выделить при конденсации спирта массой 200 г: Q = 200 г * 840000 Дж/кг = 168000000 Дж.

Далее необходимо охладить полученную жидкость до 8 градусов. Для этого воспользуемся формулой Q = m c ΔT, где c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

Удельная теплоемкость спирта составляет примерно 2,5 кДж/(кг°C). Для перевода этой величины в Дж/(г°C) воспользуемся следующим преобразованием: 2,5 кДж/(кг°C) 1000 г/кг = 2500 Дж/(г*°C).

Теперь рассчитаем количество теплоты, которое необходимо выделить при охлаждении спирта: Q = 200 г 2500 Дж/(г°C) * (78 градусов - 8 градусов) = 3000000 Дж.

Итак, общее количество теплоты, которое выделится при конденсации и дальнейшем охлаждении спирта массой 200 г, составит 168000000 Дж + 3000000 Дж = 171000000 Дж.