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我在这儿有个在《科茨崔科尔汤森化学化工》第五章中的问题 我在这儿有个在《科茨崔切尔汤森化学化工》第五章中的问题 得到他们许可下,我来演示解这道题 好吧,书中给了乙醇(C2H5OH)的沸点,让我用橙色写在这 乙醇的沸点是摄氏78.29度。 要多少焦耳的能量才能把 一公斤的乙醇从20度 加热到沸点,并且让它在沸点温度下从液体挥发成气体 在沸点温度下从液体挥发成气体? 这个问题其实包含两个部分 把乙醇从20度加热到78.29度,要用多少焦耳能量? 把乙醇从20度加热到78.29度,要用多少焦耳能量? 这是第一部分。 当我们把它加热到沸点后,乙醇就是摄氏78.29度的液体 乙醇就是摄氏78.29度的液体 但是我们仍需要能量把它变成气体。 这就是问题的两部分 让我们先看将液体加温这部分 让我们先看将液体加温这部分 要将液体加温 想想这步怎么做 就是液体(升)温这步 首先,我看是要升多少度 要升多少度? 我们要从20度开始--让我写上摄氏度,这样明确些 从20度加温到 摄氏78.29度。 我们加热多少度? 78.29减去20是58.29度。 所以温度变化是58.29摄氏度 这也可以看成是58.29开尔文 因为单位摄氏度和单位开尔文是一样大的 因为单位摄氏度和单位开尔文是一样大的 它们的单位尺度是一样的 开尔文温标只是摄氏温标的移位的版本 开尔文温标只是摄氏温标的移位的版本 将每位摄氏温度加上273就得到开尔文温度 而每一度的大小是一样的 也就是单位大小是一样的 两种温标做法都是78.29减去20 这就是我们加热的度数 让我们算算用多少能量加温 到沸点 所以温差,增量T 我们要加热58.29度 我还在用摄氏度 其实,让我改成开尔文,因为我们的热容(参数)单位 因为我们的热容(参数)单位是用开尔文 让我写下来 58.29开尔文是我们改变的温度。 我也可以先把这俩温度换算成开尔文 然后算出温差,结果也一样 因为摄氏温标和开尔文温标单位大小一样 温差大小也就一样 好,我们算出温差 有多少乙醇要加热到沸腾呢? 这里告诉我们 我们有一公斤乙醇 由于给的参数都是以克为单位,所以。。。 我们写下一公斤,也就是1000克 我们可以写在这儿 一公斤等于, 或者这么写吧 1公斤乘以1000 这些(单位)对消 这也就是1000克。 虽然我们只有三位显著的数字, 这使它看起来像四位 我们有1000克。 乘以这个,再乘上乙醇的比热容 乙醇的比热容在这:2.44 2.44焦耳每克每度 所以乘上2.44焦耳 让我写这样,2.44焦耳每克每开尔文。 你看单位都对了 这个开尔文和分母的开尔文对消了 这个开尔文和分母的开尔文对消了 分子中的克与那个克对消 都对了吧 比热容是单位质量单位温度的热容 也就是每增加一度需要的能量 在这,我们要把1000克加温58度 把它乘上 单位对消了 开尔文和开尔文对消 克与克对消了 于是我们得到--打开计算器 移到这边 因此58.29乘1000,再乘上 2.44等于 (我们只取3位大数) 3位显著数字 所以得到142--我们取约数 142000开尔文 这是142000 对不起是142000焦耳 焦耳是我们的单位。 我们在算能量 所以这就是将一公斤乙醇从20摄氏度加热到78.29摄氏度需要的能量 所以这就是将一公斤乙醇从20摄氏度加热到78.29摄氏度需要的能量 所以这就是将一公斤乙醇从20摄氏度加热到78.29摄氏度需要的能量 你也可以当它是从293开尔文升温到。。。 (把这数加上273),也就是这开尔文温度 不管怎样,都是升温58.29度开尔文 现在乙醇已经很高温了,下一步是 乙醇还处在液态 我们要把它蒸发 在沸点温度下,将它蒸发成蒸气 所以现在我们要算上汽化热。 在这 我们称这位汽化焓 乙醇的汽化焓是 每克为855焦耳 这是汽化一克乙醇所需要的能量 这是汽化一克乙醇所需要的能量 假设它已经在汽化温度,假设它的已经在其沸点 假设它的已经在其沸点 需要多少能量才能使它气化呢? 需要多少能量才能使它气化呢? 这是(汽化一克乙醇所需要)的能量 我们知道我们有1000克乙醇 克和克对消 855乘以1000是855000焦耳 所以实际上将乙醇从20度 加热到78.29度需要的热量比起将它气化需要的热量小得多 加热到78.29度需要的热量比起将它气化需要的热量小得多 加热到78.29度需要的热量比起将它气化需要的热量小得多 气化用的能量占了大头 如果要算出总数, 用心算就可以了 855000加上142000 800加100是900 那是900000 50加40是90 5加2是7 我们得到997000焦耳,或997千焦 如果喜欢的话,也可以说近1兆焦耳 这就是气化1公斤乙醇要用的能量 这就是气化1公斤乙醇要用的能量 这就是气化1公斤乙醇要用的能量