المحاضرة السابعة / مسائل المسعر الحراري

السؤال المشروح في المحاضرة في الفيديو اعلاه , كما يلي الحل

السؤال:

أسئلة الفصل / المسعر الحراري
في مسعر حراري، إذا احترق 1.5g من حمض الخليك CH₃COOH الذي كتلته المولية M = 60 g/mol، أدى ذلك إلى رفع درجة حرارة 750g من الماء من 24°C إلى 28°C.
علمًا بأن الحرارة النوعية للماء 4.2 J/g°C، فما هي كمية حرارة التفاعل المولية بوحدة kJ/mol؟

الحل:

الخطوة 1: حساب كمية الحرارة المنطلقة (Q)

$$Q = m \cdot c \cdot \Delta T$$ $$Q = 750 \cdot 4.2 \cdot (28 – 24) = 750 \cdot 4.2 \cdot 4 = 12,600 \, \text{جول}$$

نحوّل إلى كيلوجول:

$$Q = \frac{12,600}{1000} = 12.6 \, \text{kJ}$$

الخطوة 2: حساب عدد المولات المحترقة من CH₃COOH

$$\text{عدد المولات} = \frac{\text{الكتلة}}{\text{الكتلة المولية}} = \frac{1.5}{60} = 0.025 \, \text{mol}$$

الخطوة 3: حساب حرارة التفاعل المولية (ΔH)

$$\Delta H = \frac{\text{الحرارة الكلية}}{\text{عدد المولات}} = \frac{12.6}{0.025} = 504 \, \text{kJ/mol}$$

ولأن التفاعل أدى إلى رفع حرارة الماء، فهذا تفاعل طارد للحرارة، إذًا:

$$\Delta H = -504 \, \text{kJ/mol}$$

✅ الإجابة النهائية:

حرارة التفاعل المولية = −504 كيلوجول/مول.

السؤال:

في مسعر حراري، إذا تم حرق 6g من حمض الخليك CH₃COOH الذي كتلته المولية M = 60 g/mol، في إناء يحتوي على 800g من الماء.
ارتفعت درجة حرارة الماء من 25°C إلى 30°C، علمًا بأن الحرارة النوعية للماء 4.2 J/g°C.
أحسب كمية حرارة التفاعل المولية بوحدة kJ/mol؟

الحل:

الخطوة 1: حساب كمية الحرارة الممتصة بواسطة الماء (Q)

نستخدم قانون الحرارة:

$$Q = m \cdot c \cdot \Delta T$$ $$Q = 800 \cdot 4.2 \cdot (30 – 25) = 800 \cdot 4.2 \cdot 5 = 16,800 \, \text{جول}$$

نحوّل إلى كيلوجول:

$$Q = \frac{16,800}{1000} = 16.8 \, \text{kJ}$$

الخطوة 2: حساب عدد المولات المحترقة من حمض الخليك

$$\text{عدد المولات} = \frac{6}{60} = 0.1 \, \text{mol}$$

الخطوة 3: حساب حرارة التفاعل المولية

$$\Delta H = \frac{Q}{\text{عدد المولات}} = \frac{16.8}{0.1} = 168 \, \text{kJ/mol}$$

ولأن التفاعل رفع درجة حرارة الماء (أي طارد للحرارة)، إذًا:

$$\Delta H = -168 \, \text{kJ/mol}$$

✅ الإجابة النهائية:

حرارة التفاعل المولية = −168 كيلوجول/مول.