Hvor meget energi kræves for at fordampe 1,5 kg kobber?

forståelse af processen

For at fordampe kobber skal vi overveje to energiindgange:

1. fornuftig varme: Den energi, der er nødvendig for at hæve kobberens temperatur fra dens oprindelige temperatur til dets smeltepunkt.

2. latent fusionsvarme: Den energi, der kræves for at ændre kobberens tilstand fra fast stof til væske ved dets smeltepunkt.

3. latent fordampningsvarme: Den energi, der kræves for at ændre kobberens tilstand fra væske til gas på dets kogepunkt.

4. fornuftig varme: Den energi, der er nødvendig for at hæve kobberens temperatur fra dets smeltepunkt til dets kogepunkt.

data

* Masse kobber (m): 1,5 kg

* smeltepunkt for kobber (T_M): 1084,62 ° C (1357,77 K)

* Kogepunkt for kobber (T_B): 2567 ° C (2840 K)

* Specifik varmekapacitet af fast kobber (C_S): 0,385 J/g · k

* Specifik varmekapacitet af flydende kobber (C_L): 0,46 J/g · k

* latent fusionsvarme af kobber (L_F): 205 j/g

* Latent fordampningsvarme af kobber (L_V): 4785 J/g

Beregninger

1. fornuftig varme (fast):

* ΔT =T_M - starttemperatur (antag stuetemperatur, 25 ° C eller 298 K)

* Q_s =m * c_s * ΔT =1500 g * 0,385 j/g · k * (1357,77 K - 298 K) =645,965 J

2. latent fusionsvarme:

* Q_f =m * l_f =1500 g * 205 j/g =307.500 j

3. fornuftig varme (væske):

* ΔT =T_B - T_M =2840 K - 1357,77 K =1482,23 K

* Q_l =m * c_l * ΔT =1500 g * 0,46 j/g · k * 1482,23 k =1022,119 j

4. Latent fordampningsvarme:

* Q_v =m * l_v =1500 g * 4785 j/g =7,177,500 j

Samlet energi

Den samlede energi, der kræves for at fordampe 1,5 kg kobber, er:

Q_total =q_s + q_f + q_l + q_v

Q_Total =645.965 J + 307.500 J + 1.022.119 J + 7.177.500 J

Q_Total =9.153.084 J

konvertering til kilojoules

Q_Total =9.153.084 J / 1000 =9153.084 kJ

Derfor kræves ca. 9153 kJ energi for at fordampe 1,5 kg kobber.

Vigtig note: Denne beregning antager, at kobberen starter ved stuetemperatur. Hvis den oprindelige temperatur er forskellig, skal du justere den fornuftige varmeberegning for det faste kobber i overensstemmelse hermed.