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101kPa에서 물 1mol을 80℃에서 120℃까지 가열할 때 엔탈피… | [화공기사 필기] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 22년 1회차
101kPa에서 물 1mol을 80℃에서 120℃까지 가열할 때 엔탈피 변화(kJ)는? (단, 물의 비열은 75.0 J/mol·K, 물의 기화열은 47.3 kJ/mol, 수증기의 비열은 35.4 J/mol·K 이다.)
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해설

101kPa에서 물 1mol을 80℃에서 120℃까지 가열하면 100℃에서 상변화(액체→기체)가 일어난다. 따라서 엔탈피 변화는 세 단계로 나눈다: (1) 80℃에서 100℃까지 액체 물 가열, (2) 100℃에서 기화, (3) 100℃에서 120℃까지 수증기 가열.
(1) 액체 가열: ΔH1=n×cp×ΔT=1×75.0×(100−80)=75.0×20=1500 J=1.50 kJ\Delta H_1 = n \times c_p \times \Delta T = 1 \times 75.0 \times (100-80) = 75.0 \times 20 = 1500 \text{ J} = 1.50 \text{ kJ}
(2) 기화: ΔH2=n×Lv=1×47.3=47.3 kJ\Delta H_2 = n \times L_v = 1 \times 47.3 = 47.3 \text{ kJ}
(3) 수증기 가열: ΔH3=n×cp×ΔT=1×35.4×(120−100)=35.4×20=708 J=0.708 kJ\Delta H_3 = n \times c_p \times \Delta T = 1 \times 35.4 \times (120-100) = 35.4 \times 20 = 708 \text{ J} = 0.708 \text{ kJ}
전체 엔탈피 변화: ΔHtotal=1.50+47.3+0.708=49.508≈49.5 kJ\Delta H_{\text{total}} = 1.50 + 47.3 + 0.708 = 49.508 \approx 49.5 \text{ kJ}

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