열용량과 몰열용량. -10℃ 얼음을 30℃ 물로 가열. 얼음을 물로

열용량과 몰열용량. -10℃ 얼음을 30℃ 물로 가열. 얼음을 물로

 

 

얼음 5.00 g을 -10.0도씨에서 30.0도씨로 가열할 때 얼마의 에너지가 필요한가?

단, 물의 용융열은 6.01 kJ/mol, 얼음의 몰열용량은 36.6 J/K•mol, 물(액체)의 몰열용량은 75.3 J/K•mol이다.

 

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비열(g당 열용량)이 아닌 몰열용량으로 주어졌기에,

얼음(H2O) 5.00 g의 몰수를 계산하면,

5.00 g / (18 g/mol) = 0.278 mol

 

 

 

1) -10℃ 얼음 → 0℃ 얼음에 필요한 열

q = C • m • Δt

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2897 )

 

= (36.6 J/K•mol)(0.278 mol)(10 K) = 102 J

 

 

 

2) 0℃ 얼음 → 0℃ 물에 필요한 열

(6010 J/mol)(0.278 mol) = 1670.78 = 1670 J

 

 

 

3) 0℃ 물 → 30℃ 물에 필요한 열

q = C • m • Δt

= (75.3 J/K•mol)(0.278 mol)(30 K) = 628 J

 

 

 

4) 전체 에너지

= 102 J + 1670 J + 628 J = 2400 J = 2.4 kJ

 

 

 

답: 2400 J = 2.4 kJ