Sisältö
- TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
- Ero lämmön ja lämpötilan välillä
- Ominaislämpökapasiteetti
- Lasketun lämmön laskeminen
Jotkut kemialliset reaktiot vapauttavat energiaa lämmöllä. Toisin sanoen ne siirtävät lämpöä ympäristöönsä. Nämä tunnetaan eksotermisinä reaktioina - "exo" tarkoittaa vapautumista ja "terminen" tarkoittaa lämpöä. Joitakin esimerkkejä eksotermisistä reaktioista ovat palaminen (palaminen), hapettumisreaktiot, kuten palaminen, ja neutralointireaktiot happojen ja emästen välillä. Monet arjen esineet, kuten käsilämmittimet ja kahvin ja muiden kuumien juomien itsestään kuumenevat tölkit, käyvät läpi eksotermisissä reaktioissa.
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
Kemiallisessa reaktiossa vapautuvan lämmön määrän laskemiseksi käytetään yhtälöä Q = mc ΔT, missä Q on siirretty lämpöenergia (jouleina), m on kuumennettavan nesteen massa (grammoina), c on ominaisarvo nesteen lämpökapasiteetti (joule per gramma celsiusastetta) ja ΔT on nesteen lämpötilan muutos (celsiusaste).
Ero lämmön ja lämpötilan välillä
On tärkeää muistaa, että lämpötila ja lämpö eivät ole sama asia. Lämpötila on mitta siitä, kuinka kuuma jotain on - mitattu celsiusasteina tai Fahrenheit-asteina -, kun taas lämpö on esineessä olevan lämpöenergian mitta, joka mitataan jouleina. Kun lämpöenergia siirtyy esineelle, sen lämpötilan nousu riippuu esineen massasta, aineesta, josta esine on valmistettu, ja esineeseen siirretyn energian määrästä. Mitä enemmän lämpöenergiaa siirtyy esineeseen, sitä suurempi on sen lämpötilan nousu.
Ominaislämpökapasiteetti
Aineen ominaislämpökapasiteetti on energian määrä, joka tarvitaan aineen 1 kg: n lämpötilan muuttamiseen yhdellä celsiusasteella. Eri aineilla on erilaiset ominaislämpökapasiteetit, esimerkiksi nesteen ominaislämpökapasiteetti on 4181 joulea / kg astetta, hapen ominaislämpökapasiteetti on 918 joulea / kg astetta ja lyijyn ominaislämpökapasiteetti on 128 joulea / kg astetta C.
Aineen tunnetun massan lämpötilan nostamiseksi tarvittavan energian laskemiseksi käytetään yhtälöä E = m × c × θ, missä E on jouleina siirretty energia, m on aineiden massa kilogrammoissa, c on ominaislämpökapasiteetti (J / kg astetta C ja θ) on lämpötilan muutos asteina C. Esimerkiksi, jotta voidaan selvittää, kuinka paljon energiaa on siirrettävä nostaaksesi 3 kg veden lämpötilaa 40 asteesta 30 asteeseen C, laskelma on E = 3 × 4181 × (40 - 30), joka antaa vastauksen 125 430 J (125,43 kJ).
Lasketun lämmön laskeminen
Kuvittele, että 100 cm3 happoa sekoitettiin 100 cm3: n alkalin kanssa, sitten lämpötila nostettiin 24 asteesta 32 asteeseen C. Juleissa vapautuvan lämmön määrän laskemiseksi sinun on ensin laskettava lämpötilan muutos, AT (32 - 24 = 8). Seuraavaksi käytät Q = mc ∆T, eli Q = (100 + 100) x 4,18 x 8. Veden ominaislämpökapasiteetti, 4181 joulea / kg celsiusastetta, jaetaan 1000: lla, jotta saadaan luku jouleina / g astetta. Vastaus on 6 688, mikä tarkoittaa, että 6688 joulea lämpöä vapautuu.