Cho một khối kim loại X nặng 2,0 kg ở 0 độ C vào một bình có chứa sẵn 1,0 mol hơi nước ở 100 độ C và 1 atm thấy có 86% lượng hơi nước đã ngưng tụ. Giả sử trong điều kiện khảo sát, sự trao đổi nhiệt chỉ xảy ra giữa X và nước, áp suất trong bình không đổi và quá trình ngưng tụ nước diễn ra ở 100 độ C. Tính nhiệt độ cuối của hệ X-nước và nhiệt lượng mà X đã trao đổi. Biết: X không chuyển pha; Cp,X=0,385J/K.g; Cp,H2O(l)=75,3J/K.g; Cp,H2O(h)=33,6J/K.g; Delta H hóa hơi, H2O(l)=40,656kJ/mol.

Đáp án:

Giải thích các bước giải:

Giả sử nhiệt tại thời điểm cân bằng là `T(K)`

Tóm tắt`:`

`@` Nâng `2`kg `X` từ `273K` lên `TK`

`@` Hạ `86% . 1 = 0,86` mol `H_2O(g)` ở `373K` về `H_2O(l)` ở `TK`

`-` Nhận thấy quá trình hóa hơi nước cần `40,656kJ // mol,` chứng tỏ quá trình ngưng tụ hơi nước là `-40,656 kJ // mol`

`-` Phương trình cân bằng nhiệt`:`

`2.10^(3) .`$\displaystyle\int_{273}^{T} {0,385} dT$ `+ 0,86( -40,656.10^3 +` $\displaystyle\int_{373}^{T} {75,3} dT$ `) = 0`

`-> T≈313,4 (K)`

`-` Lượng nhiệt mà `X` đã trao đổi`=2.10^(3) .`$\displaystyle\int_{273}^{313,4} {0,385} dT$

`= 31108(J)`