26 БАЛЛОВ ДАЮЮ!!! ПОЖАЛУЙСТААА Сколько спирта потребуется для превращения 100 г льда, взятого при -10 градусах, в стоградусный пар? КПД спиртовки 10%.
(Дано/Найти/Решение)

Дано:

• Масса льда ($m$) = 100 г = 0,1 кг
• Начальная температура льда ($t_1$) = -10°C
• Конечная температура пара ($t_2$) = 100°C
• КПД спиртовки ($\eta$) = 10% = 0,1

Физические константы:

• Удельная теплоемкость льда ($c_{\text{лед}}$) = 2100 Дж/(кг·°C)
• Удельная теплоемкость воды ($c_{\text{вода}}$) = 4200 Дж/(кг·°C)
• Удельная теплота плавления льда ($\lambda$) = 334000 Дж/кг
• Удельная теплота парообразования воды ($L$) = 2260000 Дж/кг
• Удельная теплота сгорания спирта ($q$) = 27000000 Дж/кг

Найти:

Массу спирта ($m_{\text{спирт}}$), необходимую для превращения 100 г льда при -10°C в пар при 100°C.

Решение:

Для решения этой задачи необходимо учесть несколько этапов, которые происходят с льдом:

1. Нагрев льда от -10°C до 0°C.
2. Плавление льда при 0°C.
3. Нагрев полученной воды от 0°C до 100°C.
4. Испарение воды при 100°C.

Рассчитаем необходимое количество теплоты ($Q$) для каждого этапа и суммируем их.

Шаг 1: Нагрев льда от -10°C до 0°C

Формула для расчета теплоты:

где $\Delta t_1$ — изменение температуры (в нашем случае $\Delta t_1 = 0 - (-10) = 10$°C).

Шаг 2: Плавление льда

Формула для расчета теплоты:

Шаг 3: Нагрев воды от 0°C до 100°C

Формула для расчета теплоты:

где $\Delta t_2 = 100 - 0 = 100$°C.

Шаг 4: Испарение воды при 100°C

Формула для расчета теплоты:

Общая теплота:

Определение массы спирта:

Учтем КПД спиртовки ($\eta$):

Формула для определения массы спирта:

Ответ: Для превращения 100 г льда, взятого при -10°C, в пар при 100°C потребуется примерно 0,112 кг (или 112 г) спирта с учетом КПД спиртовки 10%.