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- 我在這兒有個在《科茨崔科爾湯森化學化工》第五章中的問題
- 我在這兒有個在《科茨崔切爾湯森化學化工》第五章中的問題
- 得到他們許可下,我來演示解這道題
- 好吧,書中給了乙醇(C2H5OH)的沸點,讓我用橙色寫在這
- 乙醇的沸點是攝氏78.29度。
- 要多少焦耳的能量才能把
- 一公斤的乙醇從20度
- 加熱到沸點,並且讓它在沸點溫度下從液體揮發成氣體
- 在沸點溫度下從液體揮發成氣體?
- 這個問題其實包含兩個部分
- 把乙醇從20度加熱到78.29度,要用多少焦耳能量?
- 把乙醇從20度加熱到78.29度,要用多少焦耳能量?
- 這是第一部分。
- 當我們把它加熱到沸點後,乙醇就是攝氏78.29度的液體
- 乙醇就是攝氏78.29度的液體
- 但是我們仍需要能量把它變成氣體。
- 這就是問題的兩部分
- 讓我們先看將液體加溫這部分
- 讓我們先看將液體加溫這部分
- 要將液體加溫
- 想想這步怎麽做
- 就是液體(升)溫這步
- 首先,我看是要升多少度
- 要升多少度?
- 我們要從20度開始--讓我寫上攝氏度,這樣明確些
- 從20度加溫到
- 攝氏78.29度。
- 我們加熱多少度?
- 78.29減去20是58.29度。
- 所以溫度變化是58.29攝氏度
- 這也可以看成是58.29克耳文
- 因爲單位攝氏度和單位克耳文是一樣大的
- 因爲單位攝氏度和單位克耳文是一樣大的
- 它們的單位尺度是一樣的
- 克耳文溫標只是攝氏溫標的移位的版本
- 克耳文溫標只是攝氏溫標的移位的版本
- 將每位攝氏溫度加上273就得到克耳文溫度
- 而每一度的大小是一樣的
- 也就是單位大小是一樣的
- 兩種溫標做法都是78.29減去20
- 這就是我們加熱的度數
- 讓我們算算用多少能量加溫
- 到沸點
- 所以溫度差,增量T
- 我們要加熱58.29度
- 我還在用攝氏度
- 其實,讓我改成克耳文,因爲我們的熱容(參數)單位
- 因爲我們的熱容(參數)單位是用克耳文
- 讓我寫下來
- 58.29克耳文是我們改變的溫度。
- 我也可以先把這倆溫度換算成克耳文
- 然後算出溫度差,結果也一樣
- 因爲攝氏溫標和克耳文溫標單位大小一樣
- 溫度差大小也就一樣
- 好,我們算出溫度差
- 有多少乙醇要加熱到沸騰呢?
- 這裡告訴我們
- 我們有一公斤乙醇
- 由於給的參數都是以克爲單位,所以。。。
- 我們寫下一公斤,也就是1000克
- 我們可以寫在這兒
- 一公斤等於, 或者這麽寫吧
- 1公斤乘以1000
- 這些(單位)對消
- 這也就是1000克。
- 雖然我們只有三位顯著的數字,
- 這使它看起來像四位
- 我們有1000克。
- 乘以這個,再乘上乙醇的比熱容
- 乙醇的比熱容在這:2.44
- 2.44焦耳每克每度
- 所以乘上2.44焦耳
- 讓我寫這樣,2.44焦耳每克每克耳文。
- 你看單位都對了
- 這個克耳文和分母的克耳文對消了
- 這個克耳文和分母的克耳文對消了
- 分子中的克與那個克對消
- 都對了吧
- 比熱容是單位質量單位溫度的熱容
- 也就是每增加一度需要的能量
- 在這,我們要把1000克加溫58度
- 把它乘上
- 單位對消了
- 克耳文和克耳文對消
- 克與克對消了
- 於是我們得到--打開計算器
- 移到這邊
- 因此58.29乘1000,再乘上
- 2.44等於 (我們只取3位大數)
- 3位顯著數字
- 所以得到142--我們取約數
- 142000克耳文
- 這是142000
- 對不起是142000焦耳
- 焦耳是我們的單位。
- 我們在算能量
- 所以這就是將一公斤乙醇從20攝氏度加熱到78.29攝氏度需要的能量
- 所以這就是將一公斤乙醇從20攝氏度加熱到78.29攝氏度需要的能量
- 所以這就是將一公斤乙醇從20攝氏度加熱到78.29攝氏度需要的能量
- 你也可以當它是從293克耳文升溫到。。。
- (把這數加上273),也就是這克耳文溫度
- 不管怎樣,都是升溫58.29度克耳文
- 現在乙醇已經很高溫了,下一步是
- 乙醇還處在液態
- 我們要把它蒸發
- 在沸點溫度下,將它蒸發成蒸氣
- 所以現在我們要算上汽化熱。
- 在這
- 我們稱這位汽化焓
- 乙醇的汽化焓是
- 每克爲855焦耳
- 這是汽化一克乙醇所需要的能量
- 這是汽化一克乙醇所需要的能量
- 假設它已經在汽化溫度,假設它的已經在其沸點
- 假設它的已經在其沸點
- 需要多少能量才能使它氣化呢?
- 需要多少能量才能使它氣化呢?
- 這是(汽化一克乙醇所需要)的能量
- 我們知道我們有1000克乙醇
- 克和克對消
- 855乘以1000是855000焦耳
- 所以實際上將乙醇從20度
- 加熱到78.29度需要的熱量比起將它氣化需要的熱量小得多
- 加熱到78.29度需要的熱量比起將它氣化需要的熱量小得多
- 加熱到78.29度需要的熱量比起將它氣化需要的熱量小得多
- 氣化用的能量占了大頭
- 如果要算出總數,
- 用心算就可以了
- 855000加上142000
- 800加100是900
- 那是900000
- 50加40是90
- 5加2是7
- 我們得到997000焦耳,或997千焦
- 如果喜歡的話,也可以說近1兆焦耳
- 這就是氣化1公斤乙醇要用的能量
- 這就是氣化1公斤乙醇要用的能量
- 這就是氣化1公斤乙醇要用的能量