Несмотря на то, что мальтоза не горит сама по себе, в смеси с окислителем её иногда используют в качестве топлива пиротехники. Определите, какую минимальную массу мальтозы (г) нужно сжечь, чтобы нагреть до кипения чайник (2 л) воды? Потерями теплоты пренебречь, теплоемкость воды принять 4200 Дж/(кг∙0С), исходная температура воды 20 0С. ответ округлите до целых.
Нужно сжечь 40,97 г мальтозы.
Объяснение:
1) Количество теплоты, которое требуется для нагревания вещества определим по формуле:
Q = cmΔt,
Удельная теплоемкость воды с = 4200 Дж/кг·град.
Масса воды:
m = ρ·V; плотность воды ρ = 1 г/см³;
1 л = 1000 мл = 1000 ³см, 2 л = 2000 см²;
m = 1 г/см³ · 2000 см³ = 2000 г = 2 кг.
Изменение температуры от 20°С до 100°С (до кипения)
Δt = t₂ - t₁ = 100° - 20° = 80°С
Количество теплоты, которое требуется для нагревания 2 л воды до температуры кипения:
Q = cmΔt = 4200 Дж/кг·град · 2 кг · 80° = 672 000 Дж = 672 кДж.
2) При сгорании 1 моль мальтозы выделяется 5610 кДж тепла (тепловой эффект реакции горения мальтозы, справочная величина).
C₁₂H₂₂O₁₁ + O₂ → 2C₆H₁₂O₆ + 5610 кДж
Найдем, количество вещества мальтозы, необходимое для получения 672 кДж тепла:
Потребуется 0,1198 моль вещества мальтозы.
Найдем массу мальтозы:
M(C₁₂H₂₂O₁₁) = 12·12 + 22 + 16·11 = 144 + 22 + 176 = 342 г/моль;
m = n · M = 0,1198 моль · 342 г/моль = 40,97 г.
Потребуется 40,97 г мальтозы.