Изпит по химия 2015 AP, въпрос със свободен отговор 7

Алуминиевите отпадъци се рециклират, като се разтапят, за да се изпарят замърсяванията. Изчисли количеството топлина за пречистване чрез стапяне на 1 мол алуминий с начална температура 298 келвина. Точката на топене на алуминия е 933 келвина. Моларният топлинен капацитет на алуминия е 24 джаула за мол келвин. Специфичната топлина на топене на алуминия е 10,7 килоджаула на мол. Не търсим топлината, необходима за повишаване на температурата от 298 келвина, ние повишаваме температурата на този един мол алуминий от 298 до 933 Келвина. Ще я намерим, като разгледаме моларния топлинен капацитет. След това ще я прибавим към специфичната топлина на топене, това е топлината за действителното стопяване на алуминия. Да го направим стъпка по стъпка. Топлината, необходима за повишаване на температурата с... С колко повишаваме температурата? От 298 до 933, с 2 отиваме до 300, и после повишаваме с още 633. Значи повишаваме температурата с 635 келвина. И достигаме точката на топене. Трябва ни топлина, за да повишим температурата с 635 келвина. Имаме един мол алуминий. Мога да го запиша като 1,00, за да имаме две значещи цифри, или три значещи цифри. Един мол алуминий по специфичния топлинен капацитет. Това са 24 джаула на мол за мол келвин това тук е количеството топлина за повишаване с 1 келвин, сега да го умножим по повишението от 635 келвина. Моловете се съкращават. Келвините се съкращават и оставаме със... Ще взема калкулатора. 24 по 635 е равно на 15 240. Намираме произведението на всичко това, трябват ни три значещи цифри, тук две значещи цифри, тук три значещи, трябват ни само две значещи цифри и записваме 15 000 джаули. Значи това са 15 000 джаула за повишаване на температурата до 933 келвина. След това имаме специфичната топлина на топене, топлината за стапяне след достигане на точката на топене. Това ще бъде 1,00 мол по специфичната топлина на топене по 10,7 килоджаула за мол. Получаваме 10,7 килоджаула, или ако искаме джаули, това е равно на 10 700 джаула. Сумата ще бъде сбора на всичко това, това е 25 700, но тук имаме само две значещи цифри, така че го закръгляваме на 26 000 джаула или 26 килоджаула. Сега подточка Б. Уравнението за целия процес на екстракция на алуминий от алуминиев оксид е дадено по-долу. Кой процес изисква по-малко енергия, рециклирането на алуминия или екстракцията на алуминий от алуминиев оксид? Подкрепи отговора си с изчисления. Тази реакция тук и тук ни дават топлината, необходима за 1 мол реагент, така че ако имаме 1 мол алуминиев оксид, използваме толкова топлина, и получаваме 2 мола алуминий и 1,5 мола молекулярен кислород. Уравнението за екстракция на 1 мол алуминий... За да екстрахираме 1,00 мол алуминий от алуминиев оксид е необходима... Тази топлина ще произведе 2,00 мола. За да получим 1,00 мол ни трябва половината от това. Трябват ни 1675 килоджаула, делено на две. 1675 делено на 2 е 837,5 837, 5 килоджаула, това тук е половината и имаме четири значещи цифри. Екстракцията или рециклирането на алуминий изискват по-малко топлина? За да рециклираме 1,00 мол намерихме, че са нужни 26 килоджаула. Всичко тук е в килоджаули, което е много по-малко енергия. И сме готови.