water 200 g C2H5OH 2.0 g 20℃ 2 kJ/℃

water 200 g C2H5OH 2.0 g 20℃ 2 kJ/℃

물 200 g을 채운 통열량계에

에탄올(C2H5OH) 2.0 g을 넣고, 완전 연소.

물의 온도는 20℃ 상승.

에탄올 1 g의 연소열은?

단, 물의 비열 = 4.2 J/g•℃,

통열량계의 열용량 = 2 kJ/℃.

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[참고] 열용량과 비열

[ https://ywpop.tistory.com/2897 ]

▶ 화합물 = 계, 통(bomb) 및 물 = 주위

▶ 반응계가 방출한 열(–q) = 주위가 흡수한 열(+q)

통열량계가 흡수한 열 + 물이 흡수한 열

( 물이 흡수한 열 + 통열량계가 흡수한 열 )

a) 열량계의 q 계산

통열량계가 흡수한 열, q_bomb

= C_bomb × ΔT

= (2000 J/℃) (20 ℃)

= 40000 J

b) 물의 q 계산

물이 흡수한 열, q_water

= C_sp × m × ΔT

= (4.2 J/g•℃) (200 g) (20 ℃)

= 16800 J

c) 2.0 g C2H5OH의 연소열, q 계산

반응계가 방출한 열(–q) = 주위가 흡수한 열(+q)

–q_rxn = q_bomb + q_water

q_rxn = –[(40000 J) + (16800 J)]

= –56800 J

---> 2.0 g C2H5OH의 연소열이므로,

–56800 J / 2 g

= –28400 J/g

= –28.4 kJ/g

---> C2H5OH의 1 g당 연소열

[참고] 통열량계의 부피는 일정하므로,

q_rxn = q_v = ΔE ≒ ΔH

( 참고: ΔH = ΔE https://ywpop.tistory.com/5197 )

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/23849 ] 4.50 g C6H12O6의 연소열

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