5. Какое количество теплоты выделится при конденсации и дальнейшем охлаждении до температуры 15 °С эфира массой 10 г? Начертите график зависимости температуры эфира от времени.

Дано:

m = 10 г = 0,01 кг

t_кип = 35 °C (температура кипения эфира)

t_конечн = 15 °C

λ = 0,36 × 10⁶ Дж/кг (удельная теплота парообразования эфира)

c = 2,3 × 10³ Дж/(кг·°C) (удельная теплоемкость эфира)

Найти: Q

Решение:

Количество теплоты, выделяемое при конденсации:

$$Q_1 = λ \cdot m = 0,36 \cdot 10^6 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 0,01 \text{кг} = 3600 \text{Дж}$$.

Количество теплоты, выделяемое при охлаждении:

$$Q_2 = c \cdot m \cdot (t_{\text{кип}} - t_{\text{конечн}})= 2,3 \cdot 10^3 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot {^{\circ}C}} \cdot 0,01 \text{кг} \cdot (35 - 15) {^{\circ}C} = 460 \text{Дж}$$.

Общее количество теплоты:

$$Q = Q_1 + Q_2 = 3600 \text{Дж} + 460 \text{Дж} = 4060 \text{Дж}$$.

График зависимости температуры эфира от времени:

        Температура
        ^
        |\
        | \ Конденсация (температура постоянна)
        |  ------------
        |           \
        |            \
        |             \
        +-------------------> Время

Ответ: 4060 Дж