Jelenleg ragaszkodom ehhez a kérdéshez. Tudna valaki segíteni ebben?
100 g vizet melegítettek $ \ pu {15 ° C} $ és $ \ pu {70 ° között C} $ $ \ pu {20 g} $ etanol elégetésével. Mennyi energiája van molonként ennek az etanolnak?
Eddig úgy számoltam, hogy $ \ pu {0,43 mol} $ van $ \ pu { 20 g} $ etanolt $ n = m / M $ képlettel. \ begin {align} m & = \ pu {20 g} \\ M & = 12 + 3 + 12 + 2 + 16 + 1 = \ pu {46 g / mol} \\ n & = 20/46 = \ pu {0,43 mol} \\ \ end {igazítás}
Innentől kezdve nem vagyok biztos abban, hogy el kell-e osztani a víz felmelegítéséhez felhasznált energiát az anyag mennyiségével. A konkrét hő képlet használatával
$$ Q = c \ cdot m \ cdot \ Delta {} T = \ pu {4.2 J // g \ cdot K} \ cdot \ pu {100 g} \ cdot \ pu {55 K} = \ pu {23100 J} $$
$$ \ text {Energia / mol} = \ frac {\ pu {23100 J}} {\ pu {0,43 mol}} = \ pu {53720,93 J // mol}. $$
ez a helyes válasz?
Válasz
Minden gramm víz sajátos hőértéke 4 J/(K.g) *. Tehát $ \ pu {100 g} $ víz felmelegítése $ \ pu {15 ° C} $ és $ \ pu {70 ° C} $ között:
Heat = (70°C - 15°C) * 100g * 4 J/(K.g) = 22,000 joules = 22 kJ $ \ pu {20 g} $ etanol:
Ethanol mol = (20g / 46,07 g/mol) = 0.43 mol Ez tehát azt jelenti, hogy:
0.43 mol = 22 kJ mol = 22 / 0.43 mol = 50677 J = 50.67 kJ Tehát az etanol 50.67 kJ/mol vs 53.72 kJ/mol mondta b te. Azt mondanám, hogy jól elvégezte a házi feladatait, nagyon kicsi a különbség (némi tizedes pontot használtam a számításhoz, lehet, hogy nem. (Az alábbiakban találhat egy pontosabb választ)).
* Víz specifikus hő : a víz megváltoztatja a fajlagos hőjét, amikor megváltoztatja hő. Például: ( Wikipédia )
Water at 100 °C (steam) 2.080 J/(K.g) Water at 25 °C 4.1813 J/(K.g) Water at 100 °C 4.1813 J/(K.g) Water at −10 °C (ice) 2.05 J/(K.g) Normaly it"s used: 4.1813 J/(K.g) Jobb tábla található a francia oldal .
ennek a táblázatnak a használatával jobban megközelíthetjük:
Water heat = (70°C - 15°C) * 100g Water heat = (293.03 J - 63.04 J) * 100g Water heat = 229.99 J * 100g Water heat = 22,999 J = 22.999 kJ ≈ 22.9 kJ Ethanol mol = (20g / 46.07 g/mol) = 0.43 mol Exactly: 0,4341219882787063164749294551769 mol 0.43 mol = 22999 J mol = 22999 / 0.43 mol = 52978.19 J = 52.97819 kJ ≈ 52.97 kJ Exactly: 52978,196500000000000000000000001 J Answer: Ethanol has 52.97 kJ/mol. A value closer to your own value. PD: Csak normális ember vagyok, aki szereti a kémiát, talán tévedek. Például az elméletben fogalmam sincs, mit jelent a $ Q = c \ cdot m \ cdot \ Delta {} T = \ pu {4.2 \ frac {J} {g \ cdot K}} \ cdot \ pu {100 g} \ cdot \ pu {55 K} = \ pu {23100 J} $ Nos, van néhány ötletem, de még nem tanultam meg az iskolában.
Szerkesztés:
Észreveszem, hogy van saját mol etanolod (46 g/mol a 46.07 g/mol helyett) és saját specifikus vízhő (4.2 J/(K.g)). Tenned kell:
Water heat = (70°C - 15°C) * 100g * 4.2 J/(K.g) Water heat = 55°C * 100g * 4.2 J/(K.g) Water heat = Water heat = 23100 J = 23.1 kJ Ethanol mol = (20g / 46 g/mol) = 0.43 mol Exactly: 0.43478260869565217391304347826087 mol 0.43 mol = 23100 J mol = 23100 / 0.43 Using mol decimals (0.43478260869565217391304347826087) mol = 53130 k = 53.13 kJ Using only 2 decimals (0.43) mol = 53720,93 J ≈ 53.72 kJ Exactly: 53720,930232558139534883720930233 J Answer: Ethanol has 53.13 kJ/mol (With decimals) or 53.72 kJ (with 2 decimal). So yes! You have done right! Megjegyzések
- Kimchiboy03 $ \ pu {0,42 J / mol K} $ hőteljesítményt feltételezett, míg az első számítás $ \ pu {0,4 J / mol K} $ hőteljesítményt feltételez, majdnem $ \ pu (5%} $ -kal kisebb, mint az előbbi. Ezenkívül Kimchiboy03 feltételezte, hogy az etanol moláris tömege $ \ pu {46 g / mol} $, te pedig $ \ pu {46,07 g / mol} $. Ezek hozzájárulnak az eredmények numerikus különbségéhez. Végül a $ \ pu {52978 J} $ -ot $ \ pu {52.98 kJ / mol} $ -ra kerekítem, nem pedig $ \ pu {-ra. 52 .97 kJ / mol} $. Még akkor is, ha ezt nit-pickingnek lehet tekinteni.
- @Buttonwood, jaj, a Wikipédiából származó mol értékét használtam.