C4H10 580 g water 10℃ 100℃

부탄가스(C4H10) 580 g이 완전 연소하면

몇 g의 물을 10℃에서 100℃까지 끓일 수 있을까?

단, 각 물질의 표준 생성 엔탈피는

> C4H10(g): –126 kJ/mol

> CO2(g): –393.5 kJ/mol

> H2O(l): –286 kJ/mol

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ΔH 계산. C4H10 연소열

2C4H10(g) + 13O2(g) → 8CO2(g) + 10H2O(l)

( 참고 https://ywpop.blogspot.com/2023/12/h-c4h10.html )

ΔH°_rxn = [생성물들의 ΔH°_f 합] – [반응물들의 ΔH°_f 합]

= [8(–393.5) + 10(–286)] – [2(–126) + 13(0)]

= –5756 kJ

---> C4H10(g) 2 mol에 대한 연소열이므로,

= –5756 kJ / 2 mol

= –2878 kJ/mol

C4H10의 몰질량 = 58.12 g/mol 이므로,

(–2878 kJ/mol) (1 mol / 58.12 g) (580 g)

= –28720.6 kJ

---> 28720.6 kJ의 열이 물을 데울 것이다.

> 물의 비열 = 4.184 J/g•℃

> 물의 증발열 = 2260 J/g

[1] 10℃ 물을 100℃ 물로 바꾼다면

q = C m Δt 로부터,

m = q / C Δt

= (28720.6×1000 J) / [(4.184 J/g•℃) (100 – 10 ℃)]

= (28720600) / [(4.184) (90)]

= 76270.98 g

[2] 10℃ 물을 100℃ 수증기로 바꾼다면

① 10℃ 물을 100℃ 물로

q = C m Δt

② 100℃ 물을 100℃ 수증기로

q = C m

q = C m Δt + C m

= m(C Δt + C)

m = q / (C Δt + C)

= 28720600 / (4.184×90 + 2260)

= 10893.21 g

답: 10893 g

[키워드] C4H10 연소열 기준, 부탄 연소열 기준, 얼음을 수증기로 기준