ملف تدريبي: استخدام القياسات الحرارية

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على استخدام الحرارة النوعية للمادة لحساب الكتلة أو التغيُّر في درجة الحرارة أو كمية الحرارة المتبادلة.

س١:

عند احتراق 2.0 g من الفركتوز، CHO6126(𝑠)، وهو السكر الشائع وجوده في الفاكهة، في وجود الأكسجين في مسعر الاحتراق، فإنَّ درجة حرارة المسعر تزيد بمقدار 3.16℃.

إذا كانت سعة حرارة المسعر ومحتوياته تساوي 9.90 kJ/℃، فاحسب الحرارة المنطلقة نتيجة لهذا الاحتراق، 𝑞، لأقرب رقمين معنويين.

باستخدام القيمة 𝑞، احسب الإنثالبي المولاري لاحتراق الفركتوز، لأقرب رقمين معنويين.

س٢:

تسبَّبت إضافة 3.15 g من Ba(OH)·8HO22 إلى محلول مكوَّن من 1.52 g من NHSCN4 ذائب في 100 g ماء في مسعر في انخفاض درجة الحرارة بمقدار 3.1℃. بافتراض أن الحرارة النوعية للمحلول والنواتج تساوي 4.20 J/g⋅℃، ما الكمية التقريبية للحرارة التي امتصها التفاعل؟ اكتب إجابتك بالكيلوجول لأقرب رقمين معنويين.

يُمكِن تمثيل التفاعل بالمعادلة الآتية:

B a ( O H ) · 8 H O ( ) + 2 N H S C N ( ) B a ( S C N ) ( ) + 2 N H ( ) + 1 0 H O ( ) 2 2 4 2 3 2 𝑠 𝑎 𝑞 𝑎 𝑞 𝑎 𝑞 𝑙

س٣:

عند إضافة عيِّنة وزنها 3.00 g من KCl إلى 3.00×10 g من الماء في مِسْعَر كوب قهوة، تنخفض درجة الحرارة بمقدار 1.05℃. ما مقدار الحرارة المُشارِكة في ذوبان KCl؟ افترِض أن الحرارة النوعية للمحلول 4.184 J/g⋅℃.

س٤:

لأقرب 3 أرقام معنوية، ما كمية الطاقة الحرارية اللازمة لتسخين مكعب ثلج وزنه 28.4 g لترتفع درجة حرارته من 21.0 إلى 2.0؟ السعة الحرارية النوعية للثلج 2.108 J/g⋅℃

س٥:

ما مقدار ارتفاع درجة حرارة 285 g من الماء عند إضافة 36.5 kJ من الحرارة؟ السعة الحرارية النوعية للماء 4.184 J/g⋅℃.

س٦:

إذا أُضيف 14.5 kJ من الحرارة إلى 515 g من الماء السائل، فما مقدار الزيادة التي تحدث في درجة الحرارة؟ افترِض أن الحرارة النوعية للماء 4.186 J/g⋅℃.

س٧:

وُضِعت زجاجة ماء حجمها 600 mL عند درجة حرارة الغرفة، ووُضِعت زجاجة ماء حجمها 2 L عند نفس درجة الحرارة في ثلاجة. بعد مرور 30 minutes، انخفضت درجة حرارة زجاجة الماء التي حجمها 600 mL إلى درجة حرارة الثلاجة، وبعد مرور ساعة، انخفضت درجة حرارة زجاجة الماء التي حجمها 2 L إلى نفس درجة الحرارة.

أيُّ عيِّنة من الماء فقدت أكبر قدر من الحرارة؟

  • أزجاجة الماء التي حجمها 2 L فقدت أكبر قدر من الحرارة بسبب تبريد كتلة أكبر من الماء.
  • بمن المستحيل تحديد أيُّ الزجاجتين فقدت أكبر قدر من الحرارة؛ لأننا لا نعرف درجة الحرارة الابتدائية والنهائية للماء.
  • جفقدت كلتا الزجاجتين نفس القدر من الحرارة؛ لأنهما بدأتا عند نفس درجة الحرارة وانتهتا عند نفس درجة الحرارة.
  • دزجاجة الماء التي حجمها 600 mL فقدت أكبر قدر من الحرارة؛ لأنها بردت سريعًا.

س٨:

ما مقدار الطاقة اللازمة لتسخين 300 g من الماء حتى ترتفع درجة حرارته من 4.2℃ إلى 25.0℃ ويتبخَّر السائل على الفَوْر؟ استخدِم القيمة 4.1813 J/g⋅K للسعة الحرارية النوعية للماء و43.5 kJ/mol لإنثالبي التبخُّر.

س٩:

التغيُّر في الإنثالبي عند إذابة كلوريد الكالسيوم (CaCl)2 في الماء مقداره 82.9 kJ/mol. السعة الحرارية للمحلول تساوي تقريبًا تلك الخاصة بالماء (𝑐=4.18/)JgK. إذا أُذيب 90 g من المركَّب CaCl2 في 5.0 L من الماء عند درجة حرارة 20℃، فماذا ستكون درجة حرارة المحلول الناتج؟

س١٠:

إنثالبي انصهار الثلج 6.01 kJ/mol. عند 0.00℃، ينتج عن احتراق 10.0 g من البيوتان (CH)410 كمية من الحرارة تكفي لانصهار 1.20 kg من الثلج، ورفع درجة حرارة الماء الناتج (𝑐 = 4.184 J/g⋅K) إلى 18.9℃. ما مقدار إنثالبي احتراق البيوتان؟

  • أ 2 . 3 × 1 0 kJ/mol
  • ب 5 . 5 × 1 0 kJ/mol
  • ج 2 . 4 × 1 0 kJ/mol
  • د 2 . 9 × 1 0 kJ/mol
  • ه 1 . 3 × 1 0 kJ/mol

س١١:

يتفاعل محلول مائي من كلوريد الحديد الثنائي (FeCl)2 مع بيروكسيد الهيدروجين (HO)22 في وجود كمية فائضة من حمض الهيدروكلوريك المخفَّف وفقًا للمعادلة الآتية: مقدار التغيُّر في الإنثالبي لهذا التفاعل 149 kJ/mol. عند 20.0℃ تُخلط المحاليل، المحتوية على 1.901 g من FeCl2 وعلى 0.260 g من HO22، في محلول مائي تركيزه 1 M من الحمض HCl داخل وعاء معزول. يبلغ حجم المحلول النهائي 100 cm3، وكثافته 1.000 g/cm3، وحرارته النوعية 4.184 J/g⋅K. احسب، لأقرب رقم عشري، درجة حرارة المحلول عند نهاية التفاعل.

س١٢:

يتكوَّن الغاز الطبيعي في أغلبه من الميثان. يُعَدُّ حرق الغاز الطبيعي في الهواء طريقة عالية الكفاءة لتوليد الحرارة.

يحترق الميثان تمامًا في الهواء طبقًا للمعادلة الآتية: يؤدِّي احتراق 10.0 mmol من الميثان والأكسجين الزائد إلى تسخين كمية صغيرة من الماء في مسعر تفجيري عند درجة حرارة 21.1℃. كتلة الماء 100 g، وحرارته النوعية 4.184 J/g⋅℃. بافتراض امتصاص الماء كلَّ الحرارة المولَّدة بواسطة التفاعل، احسب الإنثالبي المولاري لاحتراق الميثان.

س١٣:

يتفاعل مركب بريودات الصوديوم المائي (NaIO)4 مع حمض الهيدرويوديك المائي (HI) وفقًا للمعادلة الآتية: NaIO()+2HI()NaIO()+I()+HO()4322aqaqaqaql.

التغيُّر في الإنثالبي لهذا التفاعل هو 493 kJ/mol وإنثالبي محلول NaIO4 مقداره 55.2 kJ/mol. عند 20.0℃، تتم إذابة 1.85 g من NaIO4 في 150 cm3 من محلول مائي تركيزه 0.100 M من HI في وعاء معزول. يُفترض أن كثافة المحلول 1.00 g/cm3 وحرارته النوعية 4.184 J/g⋅K وكتلة المذاب مهملة. من خلال تحديد العامل المحدِّد لتقدم التفاعل وإجمالي الحرارة الممتصة أو المُطلقة من المحلول، احسب درجة حرارة المحلول عند نهاية التفاعل لأقرب منزلة عشرية.

س١٤:

ما مقدار الحرارة الناتجة عن احتراق 150 g من الميثانول في ظروف قياسية؟ الإنثالبي القياسي لاحتراق الميثانول يساوي 726.1 kJ/mol.

س١٥:

الإنثالبي القياسي لاحتراق الأسيتيلين 1301.1 kJ/mol. ما مقدار الحرارة الناتجة عن احتراق 4.0000 moles من الأسيتيلين في الظروف القياسية؟

س١٦:

يَنْتج عن احتراق 2.50 g من الميثان في وجود الأكسجين 125 kJ من الحرارة. ما مقدار الإنثالبي المولاري لاحتراق الميثان؟

س١٧:

الإنثالبي القياسي لاحتراق الأيزو أوكتان مقداره 5461 kJ/mol. كم مولًا من الأيزو أوكتان يجب احتراقه لإطلاق 100 kJ من الحرارة في الظروف القياسية؟

س١٨:

يُمكِن استخدام الإيثانول وقودًا، إمَّا بإضافته إلى الجازولين أو في صورته النقية. يُطلِق الاحتراق الكامل لـ 50.0 mL من الإيثانول 906 kJ من الحرارة في الظروف القياسية. إذا كانت كثافة الإيثانول 0.789 g/mL، فما مقدار الإنثالبي المولاري القياسي لاحتراقه؟

س١٩:

يتفاعل محلول مائي من هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) مع محلول مائي من حمض الهيدروكلوريك (HCl) وفقًا للمعادلة: عند 20.00℃، يُضاف 4.00 g من المركب NaOH المُذاب في 100 cm3 من الماء إلى 100 cm3 من محلول مائي تركيزه 1.50 M من HCl. درجة حرارة المحلول الناتج هي 26.87℃.

ما مقدار التغيُّر في الإنثالبي لهذا التفاعل؟ افترض أن السعة الحرارية لجميع المحاليل 4.184 J/g⋅K، والكثافة 1.00 g/cm3.

س٢٠:

يتفاعل هيدروكسيد الصوديوم المائي (NaOH) مع حمض الفوسفوريك المائي (HPO)34 وفقًا للمعادلة الآتية: مقدار التغيُّر في الإنثالبي لهذا التفاعل 52.0 kJ/mol. عند ذوبان 1.52 g من مركب هيدروكسيد الصوديوم الصلب NaOH في 300 cm3 من محلول مائي تركيزه 0.100 M من HPO34، تتغيَّر درجة حرارة المحلول من 20.00℃ إلى 22.60℃. كثافة المحلول 1.00 g/cm3 وحرارته النوعية 4.184 J/g⋅K، ويمتص كل الحرارة الناتجة عن التفاعل. ما مقدار إنثالبي المحلول للمركب NaOH، لأقرب رقمين معنويين؟

س٢١:

يحتوي كوب عازل للحرارة على 100 mL من الماء عند 0 ℃. عند تسخين الماء، تظل كثافته وحرارته النوعية ثابتتين تقريبًا. أيٌّ من التالي عند صبِّه في الكوب تزيد درجة حرارة محتوياته أكثر؟

  • أ 80 mL من الماء عند 20 ℃
  • ب 40 mL من الماء عند 40 ℃
  • ج 20 mL من الماء عند 60 ℃
  • د 10 mL من الماء عند 80 ℃
  • ه 5 mL من الماء عند 100 ℃

س٢٢:

تحتوي دلو عازلة للحرارة على 3.00 kg من الرمال (𝑐=0.92/)JgC مخلوطة مع 900 g من الماء (𝑐=4.18/)JgC. يبرد الخليط بانتظام على مدار الليل وتنخفض درجة حرارته بمقدار 12.0 ℃. ما مقدار الحرارة التي يُطلِقها الخليط لأقرب رقمين معنويين؟

س٢٣:

أُضِيفت حبة بطاطس وزنها 250 g عند 25.0℃ إلى 1.50 L من زيت درجة حرارته 80.0℃. كثافة الزيت 0.875 g/mL وسعته الحرارية النوعية 1.67 J/g⋅K. درجة الحرارة النهائية التي وصل إليها كلٌّ من الزيت والبطاطس 64.5℃. ما السعة الحرارية النوعية للبطاطس، لأقرب رقمين معنويين؟

س٢٤:

مادة حفَّازة من الزنك الصلب (𝑐=0.387/)JgK معلَّقة في محلول من التولوين (𝑐=1.970/)JgK وتُشكِّل 10% من كتلته الكلية. يوفِّر المفاعل الكيميائي 50.0 MJ من الطاقة للمُعلَّق، ويزيد ذلك درجة حرارته بمقدار 50.0℃. ما كتلة المُعلَّق الكلية، لأقرب رقمين معنويين؟

س٢٥:

سُخِّنت قطعة من الألومنيوم وزنها 30.0 g فارتفعت درجة حرارتها من 20.0℃ إلى 85.0℃ ووُضِعت في 100 g من ماء درجة حرارته 20.0℃. الحرارة النوعية للألومنيوم 0.902 J/g⋅℃ والحرارة النوعية للماء 4.184 J/g⋅℃. احسب درجة حرارة الماء والألومنيوم في حالة الاتزان، لأقرب .

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.