Какое количество теплоты необходимо для преобразования 119 г метанола из состояния при -120 °C в пар при 64,7 °C?
Химия Колледж Теплота фазовых переходов и теплоемкость Количество теплоты метанол преобразование температура пар химия термодинамика
Для решения задачи необходимо рассчитать количество теплоты, необходимое для последовательного выполнения нескольких этапов: нагрев метанола от -120 °C до его точки кипения, затем парообразование и, наконец, нагрев получившегося пара до 64,7 °C.
Шаг 1: Нагрев метанола от -120 °C до точки кипения.Температура кипения метанола составляет примерно 64,7 °C. Сначала мы найдем количество теплоты, необходимое для нагрева метанола от -120 °C до 64,7 °C. Для этого используем формулу:
Q1 = m * c * ΔT
Теперь подставим значения в формулу:
Q1 = 119 г * 2,51 Дж/(г·°C) * 184,7 °C
Q1 ≈ 57 000 Дж (округляя до целого числа).
Шаг 2: Парообразование метанола.Теперь необходимо рассчитать количество теплоты, необходимое для превращения метанола в пар. Для этого используем формулу:
Q2 = m * L
Подставим значения:
Q2 = 119 г * 110 Дж/г
Q2 = 13 090 Дж.
Шаг 3: Нагрев пара от 64,7 °C до 64,7 °C.На этом этапе температура пара остается неизменной, поэтому количество теплоты, необходимое для этого этапа, равно нулю:
Q3 = 0 Дж.
Шаг 4: Общая теплота.Теперь сложим все найденные значения:
Q = Q1 + Q2 + Q3
Q = 57 000 Дж + 13 090 Дж + 0 Дж
Q ≈ 70 090 Дж.
Таким образом, общее количество теплоты, необходимое для преобразования 119 г метанола из состояния при -120 °C в пар при 64,7 °C, составляет примерно 70 090 Дж.