-20℃ 얼음 1.0 kg을 110℃ 수증기로(kJ)

열용량과 비열. -20℃ 얼음을 110℃ 수증기로 (kJ)

 

 

1.0 kg의 얼음을 –20.0℃에서 110.0℃의 수증기로 바꾸려면 얼마의 열량이 필요한가?

대기압은 1.0기압이라고 가정하여라.

 

 

How much heat is required to change 1.0 kg of ice, originally at -20.0℃, into steam at 110.0℃? Assume 1.0 atm of pressure.

 

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▶ 얼음의 비열 = 0.5 cal/g•℃ = 2.06 J/g•℃

▶ 물의 비열 = 1 cal/g•℃ = 4.186 J/g•℃

▶ 수증기의 비열 = 0.24 cal/g•℃ = 2.1 J/g•℃

▶ 얼음의 융해 잠열 = 80 cal/g = 334 J/g

▶ 물의 증발 잠열 = 540 cal/g = 2256 J/g

 

▶ 열용량과 비열 설명 https://ywpop.tistory.com/2897

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1) -20℃ 얼음을 0℃ 얼음으로 바꾸는데 필요한 열

q = C m Δt = (2.06 J/g•℃) (1000 g) (20 ℃) = 41200 J

 

 

2) 0℃ 얼음을 0℃ 물로 바꾸는데 필요한 열

q = C m = (334 J/g) (1000 g) = 334000 J

 

 

3) 0℃ 물을 100℃ 물로 바꾸는데 필요한 열

q = C m Δt = (4.186 J/g•℃) (1000 g) (100 ℃) = 418600 J

 

 

4) 100℃ 물을 100℃ 수증기로 바꾸는데 필요한 열

q = C m = (2256 J/g) (1000 g) = 2256000 J

 

 

5) 100℃ 수증기를 110℃ 수증기로 바꾸는데 필요한 열

q = C m Δt = (2.1 J/g•℃) (1000 g) (10 ℃) = 21000 J

 

 

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

= 41200 + 334000 + 418600 + 2256000 + 21000 = 3070800 J

 

3070800 J × (1 cal / 4.184 J) = 733939 cal

 

 

답: 3071 kJ 또는 734 kcal

 

 

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1) -20℃ 얼음을 0℃ 얼음으로 바꾸는데 필요한 열

q = C m Δt = (0.5 cal/g•℃) (1000 g) (20 ℃) = 10000 cal

 

 

2) 0℃ 얼음을 0℃ 물로 바꾸는데 필요한 열

q = C m = (80 cal/g) (1000 g) = 80000 cal

 

 

3) 0℃ 물을 100℃ 물로 바꾸는데 필요한 열

q = C m Δt = (1 cal/g•℃) (1000 g) (100 ℃) = 100000 cal

 

 

4) 100℃ 물을 100℃ 수증기로 바꾸는데 필요한 열

q = C m = (540 cal/g) (1000 g) = 540000 cal

 

 

5) 100℃ 수증기를 110℃ 수증기로 바꾸는데 필요한 열

q = C m Δt = (0.24 cal/g•℃) (1000 g) (10 ℃) = 2400 cal

 

 

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

= 10000 + 80000 + 100000 + 540000 + 2400 = 732400 cal

 

732400 cal × (4.184 J / 1 cal) = 3064362 J

 

 

답: 732 kcal 또는 3064 kJ

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/6152 ]

 

 

 

[키워드] 얼음을 수증기로 기준문서, converting ice to steam