Innhold
- TL; DR (for lang; ikke lest)
- Forskjell mellom varme og temperatur
- Spesifikk varmekapasitet
- Beregning av varme utgitt
Noen kjemiske reaksjoner frigjør energi ved varme. Med andre ord overfører de varme til omgivelsene. Disse er kjent som eksoterme reaksjoner - "ekso" betyr utgivelser og "termisk" betyr varme. Noen eksempler på eksoterme reaksjoner inkluderer forbrenning (forbrenning), oksidasjonsreaksjoner som forbrenning og nøytraliseringsreaksjoner mellom syrer og alkalier. Mange hverdagsartikler som håndvarmere og selvoppvarmende bokser til kaffe og andre varme drikker gjennomgår eksoterme reaksjoner.
TL; DR (for lang; ikke lest)
For å beregne mengden varme som frigjøres i en kjemisk reaksjon, bruker du ligningen Q = mc ΔT, hvor Q er den overførte varmeenergien (i joules), m er massen til væsken som blir oppvarmet (i gram), c er den spesifikke væskens varmekapasitet (joule per gram grader Celsius) og ΔT er endringen i temperatur på væsken (grader Celsius).
Forskjell mellom varme og temperatur
Det er viktig å huske at temperatur og varme ikke er det samme. Temperatur er et mål på hvor varmt noe er - målt i grader Celsius eller grader Fahrenheit - mens varme er et mål på den termiske energien som finnes i et objekt målt i joules. Når varmeenergi overføres til et objekt, avhenger dens temperaturøkning av massen til objektet, stoffet gjenstanden er laget av og mengden energi som overføres til objektet. Jo mer varmeenergi som overføres til et objekt, jo større blir temperaturøkningen.
Spesifikk varmekapasitet
Den spesifikke varmekapasiteten til et stoff er energimengden som trengs for å endre temperaturen på 1 kg av stoffet med 1 grad Celsius. Ulike stoffer har forskjellige spesifikke varmekapasiteter, for eksempel har væske en spesifikk varmekapasitet på 4181 joule / kg grader C, oksygen har en spesifikk varmekapasitet på 918 joule / kg grader C og bly har en spesifikk varmekapasitet på 128 joule / kg grader C.
For å beregne energien som kreves for å heve temperaturen til en kjent masse av et stoff, bruker du ligningen E = m × c × θ, hvor E er energien som overføres i joules, m er massen av stoffene i kg, c er den spesifikke varmekapasiteten i J / kg grader C og θ er temperaturendringen i grader C. For eksempel å regne ut hvor mye energi som må overføres for å heve temperaturen på 3 kg vann fra 40 grader til 30 grader, beregningen er E = 3 × 4181 × (40 - 30), som gir svaret 125.430 J (125.43 kJ).
Beregning av varme utgitt
Se for deg at 100 cm3 av en syre ble blandet med 100 cm3 av en alkali, så ble temperaturen økt fra 24 grader C til 32 grader C. For å beregne mengden varme som frigjøres i joules, er det første du gjør å beregne temperaturendringen, ΔT (32 - 24 = 8). Deretter bruker du Q = mc ∆T, dvs. Q = (100 + 100) x 4,18 x 8. Deling av den spesifikke varmekapasiteten til vann, 4181 joule / kg grader Celsius med 1000 for å få tallet for joules / g grader C. Svaret er 6.688, noe som betyr at 6688 joule varme frigjøres.