水的汽化热:高手请进!!!

发布网友发布时间：2022-04-29 01:52

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热心网友时间：2022-06-28 01:28

已知：水的质量m=1000g=1kg，水的摩尔质量u=18g/mol，初温T=20℃=293K，末温T'=100℃=373K，水的比热c=4180J/K.kg，水的密度p=1000kg/m^3，水在20℃时的摩尔汽化潜热q≈44000J/mol（精确数值查不到，但能查到0℃时是44840J/mol，50℃时是42830J/mol），水在100℃时的摩尔汽化潜热q'=40620J/mol，水在20℃时的饱和蒸汽压P=2300Pa，水在100℃时的饱和蒸汽压P'=101000Pa（就是1标准大气压），气体常数R=8.31J/K.mol。

设：与20℃时的饱和蒸汽压P对应的、质量为m的水全变成气态后的体积为V，液态水的体积为V0，两种方案耗能分别为E和E'（凡带撇的量都与100℃对应），水变汽吸热分别为Q和Q'，抽气至少做功W（这种情况是将水置于有活塞的容器中，开始容器里全是水没有空气，然后控制好拉活塞的速度，使得水蒸气的气压总保持于P=2300Pa，直到全部气化后停止活塞……其他方式的抽气所做的功都要比上述过程对应的功多），质量为m的水对应的摩尔数为n。

计算：1）E'=Q'=mcΔT+nq'=mc(T'-T)+(m/u)q'=1*4180*80+(1000/18)*40620=2.59*10^6(J)（考虑热损失的计算略）。

2）E=Q+W，Q=nq=(m/u)q=(1000/18)*44000=2.44*10^6(J)，W=(P'-P)(V-V0)，其中V=(m/u)RT/P=(1000/18)*8.31*293/2300=58.84(m^3)，V0=m/p=0.001(m^3)，所以，W=(101000-2300)(58.84-0.001)=5.81*10^6(J)，所以，E=8.25*10^6(J)（当然，由于室温一般可以保持在20度左右，这样环境就可以作为一个热源自动为汽化供热——Q不必人为提供，于是，E=W=5.81*10^6J）

可见，第二种方式更耗能。

热心网友时间：2022-06-28 01:29

取决于初终两个状态，第一种方案，终态是100度的水蒸汽，第二种是20度的水蒸汽，分别查出两种状态下的蒸汽的焓值，比较后就可以判断哪种所需能量大。20度时是84.33QJ/KG，100度时是419.36KJ/KG，所以方案1所需能量大。

给我加分吧

热心网友时间：2022-06-28 01:29

不需计算，判断完成后气态水所含能量就知道了。
第二种方法投入能量最小，但是难做。
第一种方法易行但是耗能。