Zmiana entalpii lodu w parę wodną

Zmiana entalpii, gdy lód zamienia się w wodę i parę, jest jednym z najczęstszych problemów związanych z entalpią.

dasar/Getty Images

Ten przykładowy problem ze zmianą entalpii to zmiana entalpii jak lód zmienia stan od wody stałej do ciekłej i wreszcie do pary wodnej.

Przegląd entalpii

Możesz przejrzeć Prawa termochemii oraz Reakcje endotermiczne i egzotermiczne zanim zaczniesz.

Problem

Dany: The ciepło topnienia lodu wynosi 333 J/g (co oznacza, że ​​333 J jest wchłaniane, gdy topi się 1 gram lodu). The ciepło parowania ciekłej wody w 100°C wynosi 2257 J/g.

Część a: Oblicz zmiana entalpii , ΔH, dla tych dwóch procesów.

H_dwaO(y) → H_dwaO(l); ΔH = ?

H_dwaO(l) → H_dwaO(g); ΔH = ?

Część b: Korzystając z wartości, które właśnie obliczyłeś, określ liczbę gramów lodu, które może stopić przy 0,800 kJ ciepła.

Rozwiązanie

a) Czy zauważyłeś, że ciepła fuzji i waporyzacji zostały podane w? dżule a nie kilodżule? Używając układ okresowy pierwiastków wiemy, że 1 mol wody (H_dwaO) wynosi 18,02 g. W związku z tym:

topienie ΔH = 18,02 g x 333 J / 1 g
fuzja ΔH = 6,00 x 10³J
topienie ΔH = 6,00 kJ

parowanie ΔH = 18,02 g x 2257 J / 1 g
parowanie ΔH = 4,07 x 10⁴J
parowanie ΔH = 40,7 kJ

Tak więc zakończone reakcje termochemiczne to:

H_dwaO(y) → H_dwaO(l); ΔH = +6,00 kJ
H_dwaO(l) → H_dwaO(g); ΔH = +40,7 kJ​

b) Teraz wiemy, że:

1 mol H_dwaO(s) = 18,02 g H_dwaO(s) ~ 6,00 kJ

Tak więc, używając tego współczynnika konwersji:

0,800 kJ x 18,02 g lodu / 6,00 kJ = 2,40 g roztopionego lodu

Odpowiadać

a) H_dwaO(y) → H_dwaO(l); ΔH = +6,00 kJ
H_dwaO(l) → H_dwaO(g); ΔH = +40,7 kJ​

b) 2,40 g roztopionego lodu