Какова масса спирта необходима, чтобы нагреть до кипения 200 г воды, взятой при температуре 25°C, при условии, что

Для решения данной задачи нужно вычислить количество теплоты, необходимое для нагрева 200 г воды до температуры кипения. Затем, используя коэффициент ККД, определить массу спирта.

1. Вычисление количества теплоты:
Сначала определим изменение теплоты воды. Для этого воспользуемся формулой Q = m * c * ΔT, где Q — теплота, m — масса вещества, c — удельная теплоемкость, ΔT — изменение температуры.

Удельная теплоемкость воды составляет около 4.18 Дж/г°C.

Тогда изменение теплоты воды будет равно:
Q_воды = 200 г * 4.18 Дж/г°C * (100°C — 25°C) = 31 350 Дж.

2. Определение массы спирта:
Теперь необходимо учесть коэффициент ККД величиной 25%.

ККД (коэффициент использования тепла) определяется по формуле ККД = Q_исходная / Q_полученная, где Q_исходная — исходная теплота, Q_полученная — полученная теплота.

Q_исходная — это количество теплоты, затраченное на нагрев воды.
Q_полученная — это количество теплоты, которую можно получить при сгорании спирта.

Выразим Q_исходная через Q_полученная и ККД, и решим уравнение:

Q_исходная = Q_полученная / ККД.

Q_исходная = 31 350 Дж / 0.25 = 125 400 Дж.

Теперь рассчитаем массу спирта, используя формулу Q_полученная = m_спирта * c_спирта * ΔT_спирта, где Q_полученная — полученная теплота, m_спирта — масса спирта, c_спирта — удельная теплоемкость спирта (примем ее равной 2.5 Дж/г°C), ΔT_спирта — изменение температуры спирта (он нагревается от комнатной температуры до точки кипения 78°C).

Выразим m_спирта:

m_спирта = Q_полученная / (c_спирта * ΔT_спирта),
m_спирта = 125 400 Дж / (2.5 Дж/г°C * (78°C — 25°C)),
m_спирта = 125 400 Дж / 157.5 Дж/г,
m_спирта ≈ 795 г.

Таким образом, для нагрева 200 г воды до кипения необходимо около 795 г спирта.