题目
恒定压力下, 2mol 50 °C的液态水变作 150 °C的水蒸气,求过程的热。已知:水和水蒸气的平均定压摩尔热容分别为 75.31 及 33.47J · K -1 · mol -1 ;水在 100 °C及标准压力下蒸发成水蒸气的摩尔气化热 Δ vap H m y 为 40.67KJ · mol -1 。
恒定压力下, 2mol 50 °C的液态水变作 150 °C的水蒸气,求过程的热。已知:水和水蒸气的平均定压摩尔热容分别为 75.31 及 33.47J · K -1 · mol -1 ;水在 100 °C及标准压力下蒸发成水蒸气的摩尔气化热 Δ vap H m y 为 40.67KJ · mol -1 。
题目解答
答案
解: 50 °C的水变作 100 °C的水 Q p1 =nC p,m (T b — T 1 ) = [2 × 75.31 × (373 - 323)]J = 753l J = 7.531KJ [2] 100 °C的水变作 100 °C的气 Q p2 = n · Δ vap H m y =(2 × 40 .67)kJ = 81.34 kJ [2] 100 °C的气变作 50 °C的气 Q p3 = n C p,m (T 2 — T b ) = [2 × 33.47 × (423 - 373)]J = 3347J=3.347 kJ [2] 全过程的热 Q P =Q P1 + Q P2 + Q P3 =(7.53 + 81.34 + 3.35) kJ = 92.22kJ
解析
步骤 1：计算 50 °C的液态水变作 100 °C的液态水的热量
根据公式 Q = nC_p,m(T_b — T_1)，其中 n 为物质的量，C_p,m 为定压摩尔热容，T_b 为沸点温度，T_1 为初始温度。
步骤 2：计算 100 °C的液态水变作 100 °C的水蒸气的热量
根据公式 Q = n · Δ vap H m y，其中 n 为物质的量，Δ vap H m y 为摩尔气化热。
步骤 3：计算 100 °C的水蒸气变作 150 °C的水蒸气的热量
根据公式 Q = nC_p,m(T_2 — T_b)，其中 n 为物质的量，C_p,m 为定压摩尔热容，T_2 为最终温度，T_b 为沸点温度。
步骤 4：计算全过程的热量
将步骤 1、2、3 中计算出的热量相加，得到全过程的热量。
根据公式 Q = nC_p,m(T_b — T_1)，其中 n 为物质的量，C_p,m 为定压摩尔热容，T_b 为沸点温度，T_1 为初始温度。
步骤 2：计算 100 °C的液态水变作 100 °C的水蒸气的热量
根据公式 Q = n · Δ vap H m y，其中 n 为物质的量，Δ vap H m y 为摩尔气化热。
步骤 3：计算 100 °C的水蒸气变作 150 °C的水蒸气的热量
根据公式 Q = nC_p,m(T_2 — T_b)，其中 n 为物质的量，C_p,m 为定压摩尔热容，T_2 为最终温度，T_b 为沸点温度。
步骤 4：计算全过程的热量
将步骤 1、2、3 中计算出的热量相加，得到全过程的热量。