Какое количество теплоты выделится при конденсации паров спирта массой 20 г, находящегося при температуре кипения, и при последующем охлаждении до 28 градусов С?
1)20400 кДж
2)20400 Дж
3)18000 Дж
4)2400 Дж

Чтобы решить эту задачу, нужно учесть два этапа: конденсацию паров спирта и последующее охлаждение полученной жидкости.

Шаг 1. Конденсация паров спирта

При конденсации паров спирта выделяется теплота, которая вычисляется по формуле:

$Q_1 = m \cdot L$

где:

• $m$ — масса паров спирта (20 г = 0,02 кг),
• $L$ — скрытая теплота конденсации спирта.

Для спирта (этанола) скрытая теплота конденсации $L$ составляет примерно 4,2·10^5 Дж/кг.

Тогда:

$Q_1 = 0,02 \, \text{кг} \cdot 4,2 \cdot 10^5 \, \text{Дж/кг} = 8400 \, \text{Дж}$

Шаг 2. Охлаждение спирта с 78°C до 28°C

Для вычисления теплоты, выделяющейся при охлаждении жидкости, используем формулу:

$Q_2 = m \cdot c \cdot \Delta T$

где:

• $m$ — масса вещества (0,02 кг),
• $c$ — удельная теплоемкость спирта (примерно 2,4·10^3 Дж/кг·°C),
• $\Delta T$ — изменение температуры (78°C - 28°C = 50°C).

Тогда:

$Q_2 = 0,02 \, \text{кг} \cdot 2,4 \cdot 10^3 \, \text{Дж/кг·°C} \cdot 50 \, \text{°C} = 2400 \, \text{Дж}$

Шаг 3. Общее количество выделившейся теплоты

Общее количество выделившейся теплоты — это сумма теплот от конденсации и охлаждения:

$Q = Q_1 + Q_2 = 8400 \, \text{Дж} + 2400 \, \text{Дж} = 10800 \, \text{Дж}$

Ответ: 10800 Дж. Но среди предложенных вариантов нет точного соответствия, однако, правильный ответ по данному расчету — 10800 Дж.