옥스토비 일반화학 562 563 매우급함!!!!
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자동차 엔진에 있는 메탄올은 반응하기 전에 기체 상태여야 한다. 액체 메탄올의 몰 열용량은 81.6 K^-1mol^-1 이다.
액체 메탄올의 온도를 25.0℃로부터 정상 끓는점인 65.0℃로 높이기 위해 가해야 할 열을 계산해보면 102 kJ 이다.
메탄올이 일단 끓는점에 도달하면 증발하게 된다. 메탄올의 몰 증발 엔탈피는 38 kJmol^-1 이다.
1.00kg의 메탄올을 증발시키기 위해서 필요한 열은 약 1.186*10^3 kJ ≒ 1.2*10^3 kJ 이다.
=> 1000g ÷ 32.04g/mol × 38 kJ/mol = 1.186*10^3 kJ
일단 메탄올이 증기 상태가 되면 메탄올은 공기 중의 산소와 다음 식에 따라 반응한다.
CH3OH(g) + 3/2O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g)
평균 결합 엔탈피를 사용하여 이 반응식에서 1mol의 메탄올이 반응했을 때 엔탈피 변화를 계산해보면 -508 kJ 이다.
65.0℃에서 엔탈피 변화는 25.0℃에서와 같다고 가정한다. 위 반응의 실제 엔탈피 변화는 -676.49 kJ 이다.
기체 메탄올 1.00kg이 일정한 압력하에서 공기 중에서 연소할 때 발생한 열을 계산해보면 2.11*10^4 kJ 이다.
(실제 엔탈피 변화 이용)
65.0℃에서 기체 메탄올 1.00kg이 연소하여 기체 CO2와 H2O로 산화될 때 엔탈피 변화와 내부 에너지 변화의 차이를 계산해보면 ∆H - ∆U = 43.9 kJ 이다.
이제 메탄올을 자동차의 실린더 내에서 연소시킨다고 생각.
실린더 반지름을 4.0cm라 하고 한 행정(stroke)에서의 피스톤의 동작 거리를 12cm라고 할 때 외부 압력 1.00atm에 대해 팽창하는 한 행정이 기체에 대하여 행한 일을 계산해보면 -0.60 L atm = -61 J 이다.
이거 풀이과정 좀 상세하게 알려주실 분?? 매우 급합니다...
자동차 엔진에 있는 메탄올은 반응하기 전에 기체 상태여야 한다. 액체 메탄올의 몰 열용량은 81.6 K^-1mol^-1 이다.
액체 메탄올의 온도를 25.0℃로부터 정상 끓는점인 65.0℃로 높이기 위해 가해야 할 열을 계산해보면 102 kJ 이다.
메탄올이 일단 끓는점에 도달하면 증발하게 된다. 메탄올의 몰 증발 엔탈피는 38 kJmol^-1 이다.
1.00kg의 메탄올을 증발시키기 위해서 필요한 열은 약 1.186*10^3 kJ ≒ 1.2*10^3 kJ 이다.
=> 1000g ÷ 32.04g/mol × 38 kJ/mol = 1.186*10^3 kJ
일단 메탄올이 증기 상태가 되면 메탄올은 공기 중의 산소와 다음 식에 따라 반응한다.
CH3OH(g) + 3/2O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g)
평균 결합 엔탈피를 사용하여 이 반응식에서 1mol의 메탄올이 반응했을 때 엔탈피 변화를 계산해보면 -508 kJ 이다.
65.0℃에서 엔탈피 변화는 25.0℃에서와 같다고 가정한다. 위 반응의 실제 엔탈피 변화는 -676.49 kJ 이다.
기체 메탄올 1.00kg이 일정한 압력하에서 공기 중에서 연소할 때 발생한 열을 계산해보면 2.11*10^4 kJ 이다.
(실제 엔탈피 변화 이용)
65.0℃에서 기체 메탄올 1.00kg이 연소하여 기체 CO2와 H2O로 산화될 때 엔탈피 변화와 내부 에너지 변화의 차이를 계산해보면 ∆H - ∆U = 43.9 kJ 이다.
이제 메탄올을 자동차의 실린더 내에서 연소시킨다고 생각.
실린더 반지름을 4.0cm라 하고 한 행정(stroke)에서의 피스톤의 동작 거리를 12cm라고 할 때 외부 압력 1.00atm에 대해 팽창하는 한 행정이 기체에 대하여 행한 일을 계산해보면 -0.60 L atm = -61 J 이다.
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