열용량과 비열. 뜨거운 80.0℃의 홍차 400.0 g

열용량과 비열. 뜨거운 80.0℃의 홍차 400.0 g

 

 

뜨거운 80.0℃의 홍차 400.0 g을 10.0℃의 차가운 홍차로 만들기 위하여 얼마만큼의 0℃ 얼음을 넣어주어야 하는가?

단, 홍차의 비열은 4.18 J/(g•℃)이고, 얼음의 ΔH_용융은 +6.01 kJ/mol이다.

 

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얼음의 용융열을 J/g 단위로 환산하면,

6.01 kJ/mol / (18.02 g/mol) = 0.3335 kJ/g = 333.5 J/g

 

홍차가 잃은 열(-q) = 얼음이 얻은 열(+q)

 

홍차가 잃은 열을 계산하면,

q = -C m Δt

= -(4.18 J/(g•℃)) (400.0 g) (10.0 – 80.0℃)

= +117040 J ---> 이 열을 얼음이 흡수

 

얼음의 질량을 x라 두면,

117040 J = (333.5 J/g) (x g) + (4.18 J/(g•℃)) (x g) (10.0 – 0℃)

333.5x + 41.8x = 375.3x = 117040

x = 117040 / 375.3 = 311.86

 

 

답: 312 g

 

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6.01 kJ/mol / (18.02 g/mol) = 0.3335 kJ/g = 334 J/g

 

q = -C m Δt

= -(4.18 J/(g•℃)) (400.0 g) (10.0 – 80.0℃)

= +117000 J ---> 이 열을 얼음이 흡수

 

117000 J = (334 J/g) (x g) + (4.18 J/(g•℃)) (x g) (10.0 – 0℃)

334x + 41.8x = 376x = 117000

x = 117000 / 376 = 311.17 = 311 g

 

 

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