نسخة الفيديو النصية
ما كمية الحرارة، بالكيلو جول، المنبعثة عند تحويل 0.13 مول من الميثانول الغاز عند درجة حرارة 64.7 درجة سلزية إلى الميثانول السائل؟ افترض أن الإنثالبي القياسي للتبخر للميثانول يساوي موجب 35.2 كيلو جول لكل مول. قرب إجابتك لأقرب منزلتين عشريتين.
في هذا السؤال، نعلم أن عينة من الميثانول تحولت من غاز إلى سائل عند درجة حرارة معينة. اسم التغير الفيزيائي الذي يحدث عند تحول الصورة الغازية للمادة إلى صورتها السائلة هو التكثيف. ونعلم من المعطيات أنه أثناء التكثيف تنبعث طاقة في صورة حرارة. مهمتنا في الإجابة عن هذا السؤال هي تحديد كمية الحرارة المنبعثة عند تكثيف 0.13 مول من الميثانول الغاز. يمثل الرمز الموضح، Δ𝐻vap، الإنثالبي القياسي للتبخر. الإنثالبي القياسي للتبخر هو تغير الإنثالبي عندما يتحول مول واحد من المادة من سائل إلى غاز عند درجة حرارة وضغط قياسيين.
التبخر، ويعني التحول من سائل إلى غاز، هو عكس التكثيف. ولا بد أن يمتص الميثانول السائل طاقة لكي يحدث التبخر. القيمة المعطاة للإنثالبي القياسي لتبخر الميثانول هي موجب 35.2 كيلو جول لكل مول. هذا يعني أنه إذا كان لدينا مول واحد من الميثانول السائل، فسيحتاج إلى امتصاص 35.2 كيلو جول من الطاقة ليتحول بالكامل إلى غاز. العمليات التي تتطلب امتصاص الطاقة هي عمليات ماصة للحرارة، وتكون قيم الإنثالبي القياسي لها موجبة.
لحل هذه المسألة، سنحتاج إلى استخدام الإنثالبي القياسي للتكثيف، لكن هذه القيمة ليست معطاة لنا. نعلم بالفعل أن التكثيف هو العملية العكسية للتبخر، لذا يمكننا تعريف الإنثالبي القياسي للتكثيف بأنه التغير في الإنثالبي الذي يحدث عند تحول مول واحد من المادة من غاز إلى سائل في الظروف القياسية. ومقدار الإنثالبي القياسي للتكثيف هو نفسه مقدار الإنثالبي القياسي للتبخر. ولكن الإشارة تكون عكسية. ولأن الحرارة تنبعث أثناء التكثيف، فإنه يصنف بأنه عملية طاردة للحرارة. علينا استخدام إشارة سالبة عند كتابة قيمة إنثالبي التكثيف. دعونا نكتب سالب 35.2 كيلو جول لكل مول لقيمة الإنثالبي القياسي لتكثيف الميثانول.
إذا أطلق مول واحد من الميثانول الغاز طاقة مقدارها 35.2 كيلو جول في الظروف القياسية، فستفقد طاقة كافية لتحويل كل الغاز إلى سائل. لكن في هذه المسألة، كمية مولات الميثانول المعطاة أقل بعض الشيء؛ فهي 0.13 مول. ومن ثم، نتوقع أن تنبعث طاقة أقل أثناء التكثيف. لمعرفة المقدار المحدد من الطاقة المنبعثة عندما يتكثف 0.13 مول من الميثانول الغاز في الظروف القياسية، علينا ضرب الكمية المعطاة من المولات، وهي 0.13، في قيمة الإنثالبي القياسي لتكثيف الميثانول، وهي سالب 35.2 كيلو جول لكل مول. وهذا يعطينا سالب 4.576 كيلو جول.
وأخيرًا، علينا تقريب إجابتنا لأقرب منزلتين عشريتين. إذن، إجابتنا النهائية المقربة هي سالب 4.58 كيلو جول، وهي كمية الحرارة المنبعثة عند تكثيف 0.13 مول من الميثانول الغاز عند 64.7 درجة سلزية.
