В алюминиевом калориметре массой 50 г. находится 100 г. воды при температуре 0°C. От электро плитки калориметр с водой получил 161.6 кДж теплоты. Какие процессы происходили с водой и калориметром? Сколько воды испарилось?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Сначала теплота от электро плитки передалась калориметру, затем от калориметра - воде. В итоге часть воды испарилась, чтобы скомпенсировать полученную теплоту.

Для решения задачи воспользуемся уравнением теплоемкости:

Q = mc∆T

где Q - количество переданной теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ∆T - изменение температуры.

Для алюминия удельная теплоемкость c = 0.9 Дж/(г °C), для воды c = 4.18 Дж/(г °C).

Сначала рассмотрим процесс нагрева алюминиевого калориметра
Q1 = 50 г 0.9 Дж/(г °C) ∆T
161.6 кДж = 50 г 0.9 Дж/(г °C) ∆T
∆T1 = 161.6 кДж / (50 г * 0.9 Дж/(г °C)) ≈ 3.58 °C

Теперь рассмотрим процесс нагревания воды
Q2 = 100 г 4.18 Дж/(г °C) ∆T
161.6 кДж = 100 г 4.18 Дж/(г °C) ∆T
∆T2 = 161.6 кДж / (100 г * 4.18 Дж/(г °C)) ≈ 3.87 °C

Таким образом, вода нагрелась на 3.87 °C. Для испарения воды необходимо 2260 Дж/г, таким образом, чтобы испарить часть воды при данной температуре, необходимо
Q3 = m 2260 Д
161.6 кДж = m 2260 Д
m ≈ 0.0715 г

Таким образом, около 0.0715 г воды испарилось.