Практические примеры в калориметрии: как найти тепло и удельную теплоемкость

Содержание

1. Введение
2. Формула калориметрии
3. Пример 1: Расчет выделяющегося тепла
4. Пример 2: Расчет удельной теплоемкости
5. Заключение
6. Ресурсы

🔥 Калориметрия: Измерение тепла и удельной теплоемкости

Введение:

Калориметрия - это раздел физической химии, который изучает измерение тепловых процессов. Единицей измерения тепла в калориметрии является джоуль (J). Важно понимать формулу q = mCAT, где q - выделяющееся тепло, m - масса в граммах, C - удельная теплоемкость и ΔT - изменение температуры.

1. Формула калориметрии

Формула калориметрии q = mCAT позволяет рассчитать количество тепла, выделяющегося или поглощаемого в химическом процессе. Она состоит из следующих компонентов:

q: количество тепла, измеряемое в джоулях (J) или килоджоулях (kJ). m: масса вещества, измеряемая в граммах (g). C: удельная теплоемкость, измеряемая в джоулях на грамм Цельсия (J/g·°C). ΔT: изменение температуры, измеряемое в градусах Цельсия (°C).

2. Пример 1: Расчет выделяющегося тепла

Допустим, у нас есть 497 г свинца, охлаждаемых от 37,2 °C до 22,5 °C. Удельная теплоемкость свинца составляет 0,129 J/g·°C. Нам нужно найти количество выделяющегося тепла.

Решение:

1. Найдем изменение температуры: ΔT = конечная температура - начальная температура = 22,5 °C - 37,2 °C = -14,7 °C.
2. Подставим значения в формулу: q = (497 г) × (0,129 J/g·°C) × (-14,7 °C).
3. Вычислим: q = -942,69 J.
4. Ответ: Количество выделяющегося тепла составляет -942,69 J (или -942 J).

3. Пример 2: Расчет удельной теплоемкости

Предположим, что 120 г алюминия поглощает 9612 Дж тепловой энергии, и его температура повышается с 25,0 °C до 115 °C. Нам нужно найти удельную теплоемкость алюминия.

Решение:

1. Найдем изменение температуры: ΔT = конечная температура - начальная температура = 115 °C - 25,0 °C = 90,0 °C.
2. Подставим значения в формулу: C = (9612 Дж) / (120 г × 90,0 °C).
3. Вычислим: C = 0,89 Дж/г·°C.
4. Ответ: Удельная теплоемкость алюминия составляет 0,89 Дж/г·°C.

Заключение

Калориметрия является важным инструментом для измерения тепловых процессов в химии. Формула q = mCAT позволяет рассчитать количество выделяющегося или поглощаемого тепла, а также удельную теплоемкость вещества. Надеемся, что эти примеры помогли вам понять основные принципы калориметрии.

Ресурсы

• 50-страничное руководство по термохимии
• Другие полезные ресурсы (ссылки)