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[일반화학]

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얼음과 수증기의 비열은 2J/g\cdot K, 물의 비열은 4J/g\cdot K이다. 물의 융해열은 6kJ/mol이고, 기화열은 40kJ/mol이다.

180g의 얼음이 -10^\circ C에서부터 120^\circ C의 수증기가 될 때까지 상태 변화한다면 이때 필요한 열에너지 값은? (단, 원자량은 H:1, O:16이다.)

n_{H_2O}=\dfrac{180g}{18g/mol}=10mol 이고, 온도 구간마다 각각의 상태 변화 과정에 사용되는 열량을 구해서 모두 더해야 한다.

-10^\circ C 얼음이 녹는점인 0^\circ C까지 흡수한 열량은 Q=cm\Delta T=(2J/g\cdot^\circ C)\times(180g)\times(0^\circ C-(-10^\circ C))=3600J=3.6kJ 이고,

녹는점 0^\circ C 에서의 융해열은 6kJ/mol\times10mol=60kJ이다.

0^\circ C 물이 끓는점인 100^\circ C까지 흡수한 열량은 Q=(4J/g\cdot^\circ C)\times(180g)\times(100^\circ C-0^\circ C)=72000J=72kJ 이고, 끓는점 100^\circ C에서의 기화열은 40kJ/mol\times10mol=400kJ이다. 100^\circ C의 수증기가 120^\circ C까지 흡수한 열량은

Q=(2J/g\cdot^\circ C)\times(180g)\times(120^\circ C-100^\circ C)=7200J=7.2kJ

따라서 3.6+60+72+400+7.2=542.8kJ이다.

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