300℃ 1 atm gas ethanol 0.333 mol 25℃ 1 atm liquid

300℃ 1 atm gas ethanol 0.333 mol 25℃ 1 atm liquid

 

 

From the data below, calculate the total heat (in J) needed

to convert 0.333 mol of gaseous ethanol at 300 °C and 1 atm

to liquid ethanol at 25 °C and 1 atm.

> bp (ethanol) = 78.5 °C

> ΔH°_vap = 40.5 kJ/mol

> Cs(gas) = 1.43 J/g•°C

> Cs(liquid) = 2.45 J/g•°C

 

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▶ 참고: 열용량과 비열

[ https://ywpop.tistory.com/2897 ]

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설명하기 쉽게,

액체를 기체로 만드는데 필요한 열을 계산해보자.

마지막에 부호만 반대로 해주면 된다.

 

 

 

0.333 mol × (46.07 g/mol) = 15.3413 g ethanol

 

 

 

(40.5 kJ/mol) (1000 J / 1 kJ) (1 mol / 46.07 g)

= (40.5) (1000) (1 / 46.07)

= 879.097 J/g ... ΔH°_vap

 

 

 

1) 25℃ 액체를 78.5℃ 액체로 바꾸는데 필요한 열

q = C m Δt

= (2.45) (15.3413) (78.5 – 25)

= 2010.86 J

 

 

 

2) 78.5℃ 액체를 78.5℃ 기체로 바꾸는데 필요한 열

q = C m

= (879.097) (15.3413)

= 13486.49 J

 

 

 

3) 78.5℃ 기체를 300℃ 기체로 바꾸는데 필요한 열

q = C m Δt

= (1.43) (15.3413) (300 – 78.5)

= 4859.28 J

 

 

 

1) + 2) + 3)

= 2010.86 + 13486.49 + 4859.28

= 20356.63 J

 

 

 

답: –20357 J

 

 

 

 

[참고] 문제 표현이 조금 이상하다.

액체를 기체로 바꿀 때는 열이 필요하고(needed),

( 즉, 열을 공급해 주어야 한다. )

기체를 액체로 바꿀 때는 열을 빼앗아야 한다.

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/9713 ] 열용량과 비열. 124℃ 수증기를 45℃ 물로

 

 

 

[키워드] 기체를 액체로 기준문서, 액체를 기체로 기준문서