Вопрос школьника
Пробирка с эфиром погружена в стакан с водой, охлажденной до 0 °С. Продувая через эфир воздух, испаряют эфир, вследствие чего на пробирке образуется ледяная корка. Определите, сколько получилось льда при испарении 125 г эфира (удельная теплота парообразования эфира кДж/кг).
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать закон сохранения энергии. Когда эфир испаряется, он отбирает тепло у воды, что приводит к охлаждению воды и образованию льда на пробирке. Удельная теплота парообразования эфира показывает, сколько теплоты необходимо для испарения 1 кг эфира при постоянной температуре.
Для решения задачи необходимо знать удельную теплоту парообразования эфира. Пусть она равна q (кДж/кг). Тогда для испарения 125 г (0,125 кг) эфира потребуется теплота:
Q = m * q = 0,125 * q (кДж)
Эта теплота отбирается у воды, что приводит к охлаждению воды и образованию льда на пробирке. Для определения количества льда необходимо знать, сколько теплоты необходимо для замерзания 1 кг воды. Эта величина называется удельной теплотой плавления льда и равна 334 кДж/кг.
Пусть m_ice — масса льда, образовавшегося на пробирке. Тогда теплота, отданная эфиром, равна теплоте, необходимой для замерзания этой массы льда:
Q = m_ice * 334 (кДж)
Следовательно, масса льда, образовавшегося на пробирке, равна:
m_ice = Q / 334 = (0,125 * q) / 334 (кг)
Ответ: масса льда, образовавшегося на пробирке при испарении 125 г эфира, равна (0,125 * q) / 334 кг.
