В данной статье я расскажу о своем опыте использования спиртовки для охлаждения и нагревания воды․ Мне пришлось столкнуться с задачей охлаждения воды до 0°C и последующего ее нагрева до кипения, используя спиртовку․ Спиртовка ⎻ это устройство, которое сжигает спирт, чтобы выделять тепло․ В моем случае, я решил использовать спирт с удельной теплотой сгорания 3․0⋅107 Дж/кг и КПД спиртовки в 30%․ Первым делом я поставил спиртовку на огонь и нагрел воду до кипения․ Здесь я не использовал никаких рассчетов, просто дождался, пока вода закипит․ Опыт показал, что это занимает некоторое время․ Затем я остудил воду до 0°C․ Для этого я поставил спиртовку на стол и поставил на нее емкость с водой․ Затем я добавил несколько кусочков льда в воду, чтобы охладить ее до требуемой температуры․ Опять же, здесь я не считал количество спирта, которое использовалось заполнять спиртовку, я просто дождался остывания воды․ Теперь мне нужно вычислить, сколько спирта я использовал для охлаждения и расчетное количество, которое мне понадобится, чтобы нагреть охлажденную воду до кипения․
Для расчета количества спирта, которое я использовал для охлаждения, я могу использовать формулу⁚
Количество спирта (Тепло, выделенное спиртом / удельная теплота сгорания спирта) / КПД спиртовки․
Учитывая, что КПД спиртовки составляет 30% (или 0,3), и удельная теплота сгорания спирта равна 3․0⋅107 Дж/кг, я могу приступить к расчетам․Тепло, выделенное спиртом для охлаждения воды, равно (тепло поглощенное при охлаждении ⎻ тепло поглощенное при плавлении льда)․Тепло, поглощенное при охлаждении, можно вычислить по формуле⁚
Тепло, поглощенное при охлаждении (масса воды × удельная теплоемкость воды × изменение температуры)․С учетом того, что вода охлаждается до 0°C, изменение температуры составляет -100°C․Тепло, поглощенное при плавлении льда, можно вычислить по формуле⁚
Тепло, поглощенное при плавлении (масса льда × удельная теплота плавления льда)․
Учитывая, что удельная теплоемкость воды составляет 4200 Дж/кг°C и удельная теплота плавления льда равна 334000 Дж/кг٫ я могу приступить к расчетам․