Вопрос школьника
Какое количество теплоты потребуется для обращения в пар эфира, взятого при температуре 35 °С, если его масса 20 г? Изобразите процессы графически.
Ответ от учителя
Для обращения в пар эфира, взятого при температуре 35 °С, необходимо преодолеть силы притяжения между молекулами эфира и перевести их в состояние пара. Для этого необходимо добавить теплоту, которая будет использована на разрушение межмолекулярных связей.
Для расчета количества теплоты, необходимой для обращения в пар эфира, взятого при температуре 35 °С, используем формулу:
Q = m * L,
где Q — количество теплоты, необходимое для обращения в пар эфира, взятого при температуре 35 °С, м — масса эфира, L — удельная теплота парообразования.
Удельная теплота парообразования для эфира составляет 29,1 кДж/моль. Молярная масса эфира равна 74,12 г/моль. Таким образом, удельная теплота парообразования для эфира составляет:
L = 29,1 кДж/моль / 74,12 г/моль = 0,393 кДж/г.
Подставляя значения в формулу, получаем:
Q = 20 г * 0,393 кДж/г = 7,86 кДж.
Таким образом, для обращения в пар эфира, взятого при температуре 35 °С, необходимо добавить 7,86 кДж теплоты.
Графически процесс обращения в пар можно изобразить на диаграмме состояний вещества. На оси абсцисс откладывается температура, на оси ординат — давление. Кривая на диаграмме показывает зависимость давления от температуры при постоянном составе вещества. Для эфира кривая имеет положительный наклон, что означает, что при повышении температуры давление также повышается.
При нагревании эфира при постоянном давлении происходит переход от жидкого состояния к газообразному. На диаграмме это изображается как вертикальный отрезок, соответствующий увеличению температуры до точки кипения. После этого происходит переход в газообразное состояние, что изображается как горизонтальный отрезок на диаграмме. Количество теплоты, необходимое для обращения в пар, соответствует площади под горизонтальным отрезком на диаграмме.
