4. Какое количество теплоты выделится при конденсации 300 г керосина, взятого при температуре кипения, и дальнейшего охлаждения его до 20 °C?

Решение:

Процесс состоит из двух этапов: конденсация и охлаждение.

1. Конденсация: Количество теплоты, выделяемое при конденсации, равно количеству теплоты, затрачиваемому на парообразование: \( Q_{конд} = L \cdot m \).
• Переведём массу керосина из граммов в килограммы: \( m = 300 \text{ г} = 0,3 \text{ кг} \).
• Из таблицы удельная теплота парообразования керосина \( L = 0,9 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг} \) (примем значение из ряда \(4.10^5\) и \(3\cdot 10^7\) как \(0.9\) млн.).
• Рассчитаем теплоту конденсации: \( Q_{конд} = 0,9 · 10^6 \text{ Дж/кг} \cdot 0,3 \text{ кг} = 0,27 · 10^6 \text{ Дж} = 270000 \text{ Дж} \).
2. Охлаждение: Количество теплоты, выделяемое при охлаждении, рассчитывается по формуле: \( Q_{охл} = c \cdot m \cdot \Delta T \), где \( c \) — удельная теплоёмкость, \( m \) — масса, \( \Delta T \) — изменение температуры.
• Удельная теплоёмкость керосина: \( c = 2100 \text{ Дж/(кг} · °C) \).
• Изменение температуры: \( \Delta T = T_{кип} - T_{конеч} \). Температура кипения керосина из таблицы — \( 280 \text{ °C} \). Конечная температура — \( 20 \text{ °C} \). \( \Delta T = 280 °C - 20 °C = 260 °C \).
• Рассчитаем теплоту охлаждения: \( Q_{охл} = 2100 \text{ Дж/(кг} · °C) \cdot 0,3 \text{ кг} \cdot 260 °C = 630 \text{ Дж/} °C \cdot 260 °C = 163800 \text{ Дж} \).
3. Общее количество теплоты: \( Q_{общ} = Q_{конд} + Q_{охл} = 270000 \text{ Дж} + 163800 \text{ Дж} = 433800 \text{ Дж} \).

Ответ: 433800 Дж.