Innehåll
- TL; DR (för lång; läste inte)
- Skillnad mellan värme och temperatur
- Specifik värmekapacitet
- Beräkning av värme släppt
Vissa kemiska reaktioner släpper energi från värme. Med andra ord överför de värme till omgivningen. Dessa är kända som exoterma reaktioner - "exo" betyder frisättningar och "termiskt" betyder värme. Några exempel på exoterma reaktioner inkluderar förbränning (förbränning), oxidationsreaktioner som förbränning och neutraliseringsreaktioner mellan syror och alkalier. Många vardagsartiklar som handvärmare och självuppvärmande burkar för kaffe och andra varma drycker genomgår exoterma reaktioner.
TL; DR (för lång; läste inte)
För att beräkna mängden värme som frigörs i en kemisk reaktion, använd ekvationen Q = mc ΔT, där Q är den överförda värmeenergin (i joule), m är massan för vätskan som värms upp (i gram), c är den specifika vätskans värmekapacitet (joule per gram grader Celsius) och ΔT är vätskans temperaturförändring (grader Celsius).
Skillnad mellan värme och temperatur
Det är viktigt att komma ihåg att temperatur och värme inte är samma sak. Temperatur är ett mått på hur varmt något är - mätt i grader Celsius eller grader Fahrenheit - medan värme är ett mått på den termiska energin i ett objekt mätt i joule. När värmeenergi överförs till ett objekt beror dess temperaturökning på objektets massa, ämnet objektet är tillverkat av och mängden energi som överförs till objektet. Ju mer värmeenergi som överförs till ett objekt, desto större blir temperaturökningen.
Specifik värmekapacitet
Den specifika värmekapaciteten för ett ämne är den mängd energi som krävs för att ändra temperaturen på 1 kg av ämnet med 1 grad Celsius. Olika ämnen har olika specifika värmekapaciteter, till exempel har vätska en specifik värmekapacitet på 4181 joule / kg grader C, syre har en specifik värmekapacitet på 918 joule / kg grader C och bly har en specifik värmekapacitet på 128 joule / kg grader C.
För att beräkna den energi som krävs för att höja temperaturen för en känd massa av ett ämne använder du ekvationen E = m × c × θ, där E är energin som överförs i joules, m är massan för ämnena i kg, c är den specifika värmekapaciteten i J / kg grader C och θ är temperaturförändringen i grader C. Till exempel för att beräkna hur mycket energi som måste överföras för att höja temperaturen på 3 kg vatten från 40 grader till 30 grader, beräkningen är E = 3 × 4181 × (40 - 30), vilket ger svaret 125.430 J (125.43 kJ).
Beräkning av värme släppt
Föreställ dig att 100 cm3 av en syra blandades med 100 cm3 av en alkali, sedan höjdes temperaturen från 24 grader till 32 grader C. För att beräkna mängden värme som frisätts i joules, är det första du gör att beräkna temperaturförändringen, AT (32 - 24 = 8). Därefter använder du Q = mc ∆T, dvs Q = (100 + 100) x 4,18 x 8. Dela upp den specifika värmekapaciteten för vatten, 4181 joule / kg grader Celsius med 1000 för att få siffran för joules / g grader C. Svaret är 6 688, vilket innebär att 6688 joule värme släpps.