Тепловой эффект при нагревании 1 моля воды при 1 атм от 0 до 298 К

При нагревании от 0 до 298 К при постоянном атмосферном давлении сначала нагревается твердый лед - от 0 до 273 К (от - 273 до 0 градусов Цельсия), затем лед плавится при 273 К (0 градусов Цельсия), затем жидкая вода нагревается от 273 до 298 К (от 0 до 25 градусов Цельсия).

Количество теплоты (тепловой эффект) нагревания (охлаждения) Q = удельная теплоемкость с * масса m * изменение температуры Т.

Теплота кристаллизации (плавления) Qк = удельная теплота кристаллизации (плавления) ск * масса m.

Сначала проведем расчет для одного килограмма (m=1 кг).

Удельная теплоемкость льда с = 2,06 кДж / (кг*К).

Q1 (нагрев льда от 0 до 273 К) = 2,06 кДж / (кг*К) * 1 кг * (273 - 0) К = 562,38 кДж (килограммы и кельвины сократились).

Удельная теплота плавления льда сk = 335 кДж / кг.

Q2 (плавление льда) = 335 кДж / кг * 1 кг = 335 кДж.

Удельная теплоемкость воды c = 4,187 кДж / (кг*К).

Q3 (нагрев воды от 273 до 298 К) = 4,187 кДж / (кг*К) * 1 кг * (298-273) К = 104,675 кДж.

Общий тепловой эффект Q = Q1 + Q2 + Q3 = 562,38 + 335 + 104,675 = 1002,055 кДж.

Теперь найдем тепловой эффект для 1 моль льда (воды).

Молярная масса воды M (H₂O) = 2*A (H) + A (O) = 2*1 + 16 = 18 г/моль.

То есть масса 1 моль льда (воды) - 18 г.

Составляем пропорцию:

1 кг (1000 г) - 1002,055 кДж

18 г - х кДж

х = 1002,055 кДж * 18 г / 1000 г = 18,037 кДж.

Поскольку теплоемкость зависит от температуры, то это приближенный ответ. Поэтому округляем его. Поскольку при нагревании и плавлении теплота подводится к системе (ко льду и воде), то есть расходуется, то ответ берем со знаком минус

Ответ: - 18 кДж