質問: 化学 熱量の求め方 -20°Cの氷36gを加熱して全てを100°Cの水蒸気にするにはおよそ何kj(キロジュール)の熱量が必要か。 氷の誘拐熱を6kj/mol、水の蒸発熱を41kj/mol、氷の比熱を2.0j/(g・k)、水の比熱を4.2j/(g・k)、水の分子量を18とする。 この問題の解き方、答えがわかりません。 途中式だけでもいいので教えてください。
回答: まず。36gの氷(融ければ水)が何モルか、を求めて、必要な熱量を積算するだけです。与えられた数値が、「1モルあたり」と「1gあたり」が混在しているので、各々の単位に合わせて計算します。 「1モル」とは、「その分子をアボガドロ数分だけ集めた」量です。このときに、物資の重量(グラム数)が分子量と同じになります。(逆に言うと、重量が分子量を「グラム」で表わした数値に等しくなる分子数がアボガドロ数:6*10^23) つまり、「分子量18」の「36g」は、「2mol」とうことです。 これを使えば、 -20°Cの氷→0°Cの氷 : 2.0j/(g・k) * 36g * 20k = 1440(j) 0°Cの氷→0°Cの水 : 6kj/mol * 2mol = 12(kj) = 12000(j) 0°Cの水→100°Cの水 : 4.2j/(g・k) * 36g * 100k = 15120(j) 100°Cの水→100°Cの蒸気: 41kj/mol * 2mol = 82(kj) = 82000(j) 全て合計して、 -20°Cの氷→100°Cの蒸気: 2.0j/(g・k) * 36g * 20k = 110560(j) ≒ 110(kj) 有効数字を2桁として、3桁目を四捨五入しました。