СРОЧНО ДАЮ 20 БАЛЛОВ
На сколько градусов можно нагреть 10кг меди, использовав количество теплоты, которое может выделиться при полном сгорании 100г дров?(написать с дано )
Ответы
Ответ:
Дано:
Масса меди (m) = 10 кг = 10000 г
Масса дров (m_др) = 100 г
Пусть среднее значение удельной теплоемкости меди (c) = 0.385 Дж/(г·°C)
Теплоемкость меди (C) = c * m = 0.385 * 10000 = 3850 Дж/°C
Масса кислорода, необходимого для полного сгорания дров (m_O₂) = масса дров / молярная масса кислорода
Молярная масса кислорода (M_O₂) = 32 г/моль (по ОРТО)
m_O₂ = 100 г / 32 г/моль = 3.125 моль
Полное сгорание дров:
СО + 1/2O₂ → CO₂
C + O₂ → CO₂
Согласно стехиометрическому соотношению, на полное сгорание 1 моль углерода требуется 1 моль кислорода. Значит, моль кислорода, необходимый для сгорания всех дров, равен моль углерода, содержащегося в дровах.
Так как молярная масса углерода равна 12 г/моль, масса углерода в дровах равна:
масса углерода (m_C) = масса дров / молярная масса углерода
m_C = 100 г / 12 г/моль ≈ 8.333 моль
m_O₂ = m_C ≈ 8.333 моль
Теплота сгорания дров (Q_сгор) = -ΔH° = m_C * ΔH_f(CO₂) + m_O₂ * ΔH_f(O₂) - m С * ΔH_f(C)
m_C * ΔH_f(CO₂) = 8.333 моль * ( -393.5 кДж/моль) = -3278.285 кДж
m_O₂ * ΔH_f(O₂) = 8.333 моль * (0 кДж/моль) = 0 кДж
m_C * ΔH_f(C) = 8.333 моль * (0 кДж/моль) = 0 кДж
Q_сгор = -3278.285 кДж
Теплоемкость меди равна количеству теплоты, которое можно использовать для нагрева меди, поэтому:
Q_сгор = CΔT
ΔT = Q_сгор / C
ΔT = -3278.285 кДж / 3850 Дж/°C
ΔT ≈ -0.851 градуса
Таким образом, при полном сгорании 100 г дров можно нагреть 10 кг меди на -0.851 градуса по Цельсию.