В вертикальном цилиндре, закрытом легким поршнем, находится ацетон при температуре кипения t = 56 °C. При сообщении ацетону количества теплоты Q часть его превращается в пар, который при изобарном расширении совершает механическую работу A. Удельная теплота парообразования ацетона L = 524 · 103 Дж/кг, а его молярная масса M = 58 · 10−3 кг/моль. Какая часть подведенного к ацетону количества теплоты идет на увеличение внутренней энергии системы? Объемом жидкого ацетона пренебречь.
1. В соответствии с первым началом термодинамики подводимое количество теплоты равно сумме изменения внутренней энергии системы и совершенной механической работы: При кипении ацетона происходит его изобарное расширение. Работа пара
где p — атмосферное давление,
— изменение объема.
2. Считая пар идеальным газом, воспользуемся уравнением Менделеева — Клапейрона для определения изменения объема за счет испарившегося ацетона массой
где T = 56 + 273 = 329 К — температура кипения ацетона. Отсюда
3. Количество теплоты Q, необходимое для испарения массы ацетона, пропорционально удельной теплоте парообразования L:
4. Искомая величина определяется отношением:
Ответ:

