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沸点353.25 kでの気化ベンゼンのモルエンタルピーは30.8 kJ mol-1内部エネルギーの変化ですか?

ベンゼンの蒸発のための内部エネルギー変化(ΔU)を計算する方法は次のとおりです。

概念を理解する

* 蒸発のエンタルピー(ΔHvap): 沸点で1モルの液体を蒸発させるために必要な熱エネルギーの量。

* 内部エネルギー変化(ΔU): システムの内部運動に関連するエネルギー(分子の運動エネルギーとポテンシャルエネルギー)に関連するシステムの総エネルギーの変化。

* ΔHとΔuの関係: ΔH=Δu +PΔV。ここで、pは圧力であり、ΔVは体積の変化です。

計算

1。理想的なガス近似: ベンゼンの蒸気は、その沸点で理想的なガスのように振る舞うと仮定できます。これにより、理想的なガス法を使用できます:pv =nrt、ここ:

* P =圧力

* v =ボリューム

* n =モル数

* r =理想的なガス定数(8.314 j/mol・k)

* T =温度

2。ΔVの計算: 1モルのベンゼンを扱っているため、理想的なガス法をv =rt/pに簡素化できます。 体積の変化(ΔV)は、液相とガス相の体積の違いです。

*ΔV=V(ガス)-V(液体)≈V(ガス)(液体の容積はガスと比較して無視できるため)

*ΔV≈Rt/p

3。Δuの計算: これで、すべてを方程式に差し込むことができますΔh=Δu +pδv:

*Δu=Δh -pδv

*Δu=Δh -p(rt/p)

*Δu=Δh -rt

4。値の置換:

*ΔH=30.8 kJ/mol =30800 j/mol

* r =8.314 j/mol・k

* T =353.25 K

*ΔU=30800 j/mol-(8.314 j/mol・k)(353.25 k)

*ΔU≈28250j/mol≈28.3kj/mol

結論

沸点でのベンゼンの蒸発の内部エネルギー変化(ΔU)は約28.3 kJ/molです。

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