물리화학 엔탈피 질문이요~ (내공드립니다!!)

1. 벤젠의 끓는 점에서 표준 몰 기화 엔탈피는 30.8 KJ/mol 이다.  이 온도에서 100g의 시료를 기화시키는데 100W의 전열기를 얼마동안 가동시켜야 하나?

벤젠의 분자량 : 78.11g, 즉, 벤젠 78.11g 은 1mole 입니다.

따라서 벤젠 100g은 100/78.11 = 1.28mole

표준 몰 기화 엔탈피는 30.8 KJ/mol 이므로 1.28mole에 대해서는

1.28 mole × 30.8 KJ/mol  = 39.43 kJ 이 필요합니다.

 

1W로 1초간 소비하면, 그 소비에너지는 1 joule

즉, 1Wsec = 1J

따라서 100W 전열기를 t 초동안 가동시킬 경우의 에너지가 39.43 kJ이라면

100 × t = 39.43 kJ = 39430 J

따라서 t = 394.3 sec (약 6분 34초)

2. 만일 젖은 옷을 입고 산에 올랐을때 바람에 의해 500g의 물이 증발되어 날라갔다면, 몸에서는 얼마의 에너지를 제공해야 하는가?

 

물의 증발열 : 539cal/g

따라서 물 500g을 증발시키기 위해서는

500g × 539cal/g = 269500 cal 

                       = 1126510 J

                       = 1126.510 KJ

                       = 1.126 MJ      이 필요합니다. (∵ 1cal = 4.18 J 이므로)

 

3. 종종 어떤 음식물은 '칼로리가 높은 음식물' 로 분류되곤 하는데 1calorie란 4.18 KJ과 같은 양이다. 치즈 1g당 5.0 calorie를 방출한다고 하면 앞의 문제 2에서 필요한 에너지를 공급 하기 위해서 몇 g의 치즈가 소모되어야 하겠는가?

 

문제에서의 치즈발열량의 단위가 정확하지 않아, 두 경우로 나누어 살펴봄.

1calorie란 4.18 KJ과 같은 양이다. 라고 한것으로 보아

calorie 는 킬로칼로리를 잘못 적으신 것으로 판단됨.

따라서 치즈의 발열량은 5kcal/g 일 것으로 추축됩니다.

 

(1) 치즈의 발열량을 5kcal/g 이라고 한 경우의 풀이

문제 2에서 필요한 에너지는 269500cal = 269.5 kcal 입니다.

치즈는 5kcal/g 의 열량을 가지므로,

치즈의 중량이 Xg 이라면

5kcal/g × Xg = 269.5 kcal

따라서 X = 269.5 / 5 = 53.9g 이 필요합니다.

(2) 만약 치즈의 발열량을 5cal/g 이면

53.9kg 이 필요하겠지요.

 

4. 우유의  g당 열량은 2.9 KJ/g 이다. 만일 70kg의 몸무게를 갖는 사람은 570g의 우유로 공급된 에너지를 이용하여 지면에서 얼마나 높이 올라갈 수 있겠는가?

 

우유의 열량은 2.9 KJ/g

따라서 우유 570g 이 가지는 에너지는 570g × 2.9 KJ/g = 1653 kJ 이다.

W = F . s

   = m . g . s

   = 70kg × 9.8 m/s2 × s

   = 686N × s

   = 0.686kN × s

1653 kJ  = 0.686kN × s

따라서 s 는  1653 / 0.686 = 2410 m