Масса серебра 10 г. Сколько энергии выделится при его кристаллизации и охлаждении до 60°С, если серебро взято при температуре плавления?
Для расчета энергии, выделяющейся при кристаллизации серебра и его охлаждении до 60°С, можно использовать две основные составляющие: тепло, выделяющееся при кристаллизации, и тепло, выделяющееся при охлаждении.
- Кристаллизация серебра: Серебро кристаллизуется при температуре плавления 961,78 °C. Для кристаллизации используется теплота кристаллизации (или теплота застывания), которая у серебра составляет примерно 11,24 кДж/моль.
Чтобы определить, сколько энергии выделится при кристаллизации 10 г серебра, сначала необходимо найти количество молей серебра. Молярная масса серебра составляет приблизительно 107,87 г/моль.
Количество молей серебра: \[ n = \frac{10 \text{ г}}{107,87 \text{ г/моль}} \approx 0,0926 \text{ моль} \]
Теперь рассчитаем количество энергии, выделяющейся при кристаллизации: \[ Q_1 = n \times \Delta H_{крист} = 0,0926 \text{ моль} \times 11,24 \text{ кДж/моль} \approx 1,04 \text{ кДж} \]
- Охлаждение до 60°С: Теперь рассчитаем, сколько энергии выделится при охлаждении от температуры плавления до 60 °C. Для этого нужно знать удельную теплоемкость серебра, которая составляет примерно 0,24 Дж/(г·°C).
Температура, на которую нужно охладить серебро: \[ \Delta T = 961,78 \text{ °C} - 60 \text{ °C} = 901,78 \text{ °C} \]
Теперь можно рассчитать количество выделяющейся энергии: \[ Q_2 = m \times c \times \Delta T = 10 \text{ г} \times 0,24 \text{ Дж/(г·°C)} \times 901,78 \text{ °C} \approx 2164,27 \text{ Дж} \approx 2,16 \text{ кДж} \]
- Общая энергия: Теперь сложим выделяющуюся энергию при кристаллизации и охлаждении: \[ Q_{total} = Q_1 + Q_2 \approx 1,04 \text{ кДж} + 2,16 \text{ кДж} \approx 3,20 \text{ кДж} \]
Таким образом, при кристаллизации и охлаждении 10 г серебра до 60 °C выделится примерно 3,20 кДж энергии.
