Jeg sitter for øyeblikket fast med dette spørsmålet. Kan noen hjelpe meg med dette?
100 g vann ble oppvarmet fra $ \ pu {15 ° C} $ til $ \ pu {70 ° C} $ ved å brenne $ \ pu {20 g} $ etanol. Hvor mye energi per mol har denne etanolen?
Så langt har jeg beregnet at det er $ \ pu {0,43 mol} $ i $ \ pu { 20 g} $ etanol med formelen $ n = m / M $. \ 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 {align}
Herfra er jeg ikke sikker på om jeg skal dele energien som brukes til å varme opp vannet med mengden stoff. Ved å bruke den spesifikke varmeformelen,
$$ Q = c \ cdot m \ cdot \ Delta {} T = \ pu {4.2 J // g \ cdot K} \ cdot \ pu {100 g} \ cdot \ pu {55 K} = \ pu {23100 J} $$
$$ \ text {Energy per mol} = \ frac {\ pu {23100 J}} {\ pu {0.43 mol}} = \ pu {53720.93 J // mol}. $$
Is dette det riktige svaret?
Svar
Hvert gram vann har en spesifikk varme på 4 J/(K.g) *. Så oppvarming av $ \ pu {100 g} $ vann fra $ \ pu {15 ° C} $ til $ \ pu {70 ° C} $ vil ta:
Heat = (70°C - 15°C) * 100g * 4 J/(K.g) = 22,000 joules = 22 kJ $ \ pu {20 g} $ etanol ville være:
Ethanol mol = (20g / 46,07 g/mol) = 0.43 mol Så dette betyr at:
0.43 mol = 22 kJ mol = 22 / 0.43 mol = 50677 J = 50.67 kJ Så etanol har 50.67 kJ/mol vs 53.72 kJ/mol sa b y deg. Jeg vil si at du har gjort leksene dine fine, det er veldig liten forskjell (jeg har brukt noen desimal for å beregne, kanskje ikke du. (Nedenfor finner du et mer nøyaktig svar)).
* Vannspesifikk varme : vann endrer den spesifikke varmen når den endrer den varme. For eksempel: ( Wikipedia )
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) En bedre tabell finner du i en fransk side .
Ved å bruke denne tabellen kan vi gjøre en bedre tilnærming:
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: Jeg er bare en normal person som liker kjemi, kanskje jeg tar feil. For eksempel i teorien aner jeg ikke hva som betyr $ 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} $ Vel, jeg har noen ideer, men jeg har ikke lært det på skolen.
Rediger:
Jeg merker at du har din egen mol etanol (46 g/mol i stedet for min 46.07 g/mol) og din egen spesifikke vannvarme (4.2 J/(K.g)). Du må gjøre:
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! Kommentarer
- Kimchiboy03 antok en varmekapasitet på $ \ pu {0,42 J / mol K} $, mens du første beregning antar med en varmekapasitet på $ \ pu {0,4 J / mol K} $ en verdi som er nesten $ \ pu (5%} $ mindre enn førstnevnte. I tillegg antok Kimchiboy03 en molarmasse av etanol på $ \ pu {46 g / mol} $, og du $ \ pu {46,07 g / mol} $. Disse bidrar til numeriske forskjeller i resultatene. Til slutt vil jeg runde $ \ pu {52978 J} $ opp til $ \ pu {52.98 kJ / mol} $, i stedet for ned til $ \ pu { 52 0,97 kJ / mol} $. Selv om dette kan sees på som nit-plukking.
- @Buttonwood, å, jeg brukte verdien av molen fra Wikipedia.