Сколько килограммов спирта нужно сжечь, чтобы ртуть массой 7 тонн, имеющая начальную температуру -40°С, полностью превратилась в пар?

Физика 8 класс Теплота и изменение состояния вещества физика 8 класс вопрос по физике спирт ртуть масса ртути температура пар теплотворная способность расчет массы спирта изменение состояния вещества Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно рассмотреть несколько этапов: нагревание ртути до её точки кипения, её испарение, а также количество энергии, которое необходимо для сжигания спирта.

Шаг 1: Найдем, сколько энергии нужно для нагрева ртути.

• Масса ртути (m) = 7 тонн = 7000 кг.
• Специфическая теплоемкость ртути (c) ≈ 0,385 Дж/(г·°С) = 385 Дж/(кг·°С).
• Температура нагрева (ΔT) = 0°С - (-40°С) = 40°С.

Энергия, необходимая для нагрева ртути, рассчитывается по формуле:

Q1 = m * c * ΔT

Подставляем значения:

Q1 = 7000 кг * 385 Дж/(кг·°С) * 40°С = 107800000 Дж (или 107,8 МДж).

Шаг 2: Найдем, сколько энергии нужно для испарения ртути.

• Скрытая теплота парообразования ртути (L) ≈ 2930000 Дж/кг.

Энергия, необходимая для испарения ртути, рассчитывается по формуле:

Q2 = m * L

Подставляем значения:

Q2 = 7000 кг * 2930000 Дж/кг = 20510000000 Дж (или 20510 МДж).

Шаг 3: Находим общую энергию.

Общая энергия (Q) = Q1 + Q2

Q = 107800000 Дж + 20510000000 Дж = 20617800000 Дж (или 20617,8 МДж).

Шаг 4: Найдем, сколько килограммов спирта нужно сжечь.

• Теплота сгорания спирта (например, этанола) ≈ 3000000 Дж/кг.

Количество спирта (m_spir) можно найти по формуле:

m_spir = Q / теплота сгорания спирта

Подставляем значения:

m_spir = 20617800000 Дж / 3000000 Дж/кг ≈ 6872,6 кг.

Ответ: Для превращения 7 тонн ртути в пар необходимо сжечь примерно 6873 кг спирта.