Етиловий спирт швидко випаровується. При деякій температурі питома теплота пароутворення спирту 855 кДж/кг, а питома теплоємність 2,4 кДж/(кг-град). На скільки градусів знизиться температура спирту, який залишиться після випаровування 5 % його початкової маси? Теплообміном спирту з навколишнім середовищем знехтувати
Ответы
Ответ:
Для вирішення цієї задачі ми можемо використовувати рівняння теплового балансу. Виходячи з того, що теплообміну з навколишнім середовищем не відбувається, тепло пароутворення повинно вирівнювати втрату тепла під час охолодження рідини.
Давайте позначимо:
- ΔT - зміна температури спирту (яку ми хочемо знайти).
- m - маса спирту, яка залишиться після випаровування (95% від початкової маси).
- L - питома теплота пароутворення спирту (855 кДж/кг).
- C - питома теплоємність спирту (2,4 кДж/(кг-град)).
За законом збереження енергії, втрата тепла при охолодженні рідини дорівнює теплу пароутворення:
m * C * ΔT = m * L
Підставляючи дані:
0.95m * 2.4 кДж/(кг-град) * ΔT = 0.95m * 855 кДж/кг
Знімаючи 0.95m з обох боків рівняння, отримуємо:
2.4 кДж/(кг-град) * ΔT = 855 кДж/кг
Тепер можемо знайти ΔT:
ΔT = (855 кДж/кг) / (2.4 кДж/(кг-град)) ≈ 356.25 градусів
Отже, температура спирту знизиться на близько 356.25 градусів Цельсія після випаровування 5% його початкової маси.