ΔE = q + w. 1 mol 물을 1기압에서 25℃에서 100℃로 가열
1 mol의 물을 일정한 압력 1기압에서 25℃에서 100℃로 가열하였을 때 ΔH값과 내부에너지 변화 ΔU를 각각 계산하여라.
(단, 물의 몰질량은 18.015 g/mol이며, 물의 밀도는 25℃에서 0.9971, 100℃에서 0.9594이며, 물의 비열은 1이다.)
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▶ 계산이 바로 이해되면, 설명은 pass하세요.
물 1 mol = 18.015 g
내부 에너지, ΔU 또는 ΔE
ΔE = q + w
( 설명 https://ywpop.tistory.com/7219 )
일정 압력 조건이므로,
q_P = ΔH = C m Δt
= (1) (18.015) (100-25) = 1351.125 cal
( q_P = ΔH 설명 https://ywpop.tistory.com/4672 )
( q = C m Δt 설명 https://ywpop.tistory.com/2897 )
밀도 = 질량/부피 이므로,
부피 = 질량/밀도
w = -PΔV
= -(1) (18.015/0.9594 – 18.015/0.9971) (1 L / 1000 mL)
= -0.00071 atm•L
8.314 J = 0.08206 atm•L 이고,
1 cal = 4.184 J 이므로,
( 설명 https://ywpop.tistory.com/6375 )
(-0.00071 atm•L) (8.314 J / 0.08206 atm•L) (1 cal / 4.184 J)
= (-0.00071) (8.314 / 0.08206) (1 / 4.184)
= -0.017 cal
ΔE = q + w
= 1351.125 cal + (-0.017 cal)
= 1351.108 cal
물 1 mol에 대한 변화량이므로,
ΔH = 1351.125 cal/mol, ΔE = 1351.108 cal/mol
답: ΔH = 1351.125 cal/mol, ΔE = 1351.108 cal/mol
( ΔH ≒ ΔE )
[키워드] 내부에너지변화 기준문서, 내부에너지 기준문서
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