145℃ 수증기 1.00 mol을 –50.0℃ 얼음으로(kJ)

열용량과 비열. 145℃ 1.00 mol 수증기를 –50.0℃ 얼음으로

 

 

1.00 mol의 증기를 145℃에서 얼음 상태인 –50.0℃까지 낮출 때 방출되는 열량을 kJ 단위로 구하라.

단, 증기의 열용량은 1.84 J/g*℃, 얼음의 열용량은 2.09 J/g*℃이다.

 

 

How much heat (in kJ) is evolved in converting 1.00 mol of steam at 145.0 ℃ to ice at -50.0 ℃? The heat capacity of steam is 1.84 J/g*℃ and of ice is 2.09 J/g*℃.

 

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▶ 얼음의 비열 = 2.09 J/g•℃

▶ 물의 비열 = 4.184 J/g•℃

▶ 수증기의 비열 = 1.84 J/g•℃

▶ 얼음의 융해 잠열(녹음열) = 80 × 4.184 = 334.72 J/g

( 얼음의 얼음열은 –334.72 J/g )

▶ 물의 증발 잠열(기화열) = 540 × 4.184 = 2259.36 J/g

( 물의 응축열은 –2259.36 J/g )

( 자료 http://ywpop.tistory.com/6386 )

 

▶ 참고: 열용량과 비열 [ https://ywpop.tistory.com/2897 ]

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H2O의 몰질량 = 18 g/mol 이므로,

1.00 mol H2O = 18.0 g H2O

 

 

 

1) 145℃ 수증기 → 100℃ 수증기: 이 과정에서 방출되는 열을 계산하면,

q = C m Δt = (1.84 J/g•℃) (18.0 g) (100-145 ℃) = -1490 J

 

 

2) 100℃ 수증기 → 100℃ 물: 이 과정에서 방출되는 열을 계산하면,

q = C m = (-2259.36 J/g) (18.0 g) = -40668 J

 

 

3) 100℃ 물 → 0℃ 물: 이 과정에서 방출되는 열을 계산하면,

q = C m Δt = (4.184 J/g•℃) (18.0 g) (0-100 ℃) = -7531 J

 

 

4) 0℃ 물 → 0℃ 얼음: 이 과정에서 방출되는 열을 계산하면,

q = C m = (-334.72 J/g) (18.0 g) = -6025 J

 

 

5) 0℃ 얼음 → -50℃ 얼음: 이 과정에서 방출되는 열을 계산하면,

q = C m Δt = (2.09 J/g•℃) (18.0 g) (-50-0 ℃) = -1881 J

 

 

 

1) + 2) + 3) + 4) + 5)

= (-1490) + (-40668) + (-7531) + (-6025) + (-1881)

= -57595 J

= -57.6 kJ

 

 

 

답: -57.6 kJ

 

 

 

 

[키워드] 수증기를 얼음으로 기준문서, 얼음을 수증기로 기준문서