Sådan beregnes mængden af ​​varme frigivet

Nogle kemiske reaktioner frigiver energi ved varme. Med andre ord overfører de varme til deres omgivelser. Disse er kendt som eksoterme reaktioner - "exo" betyder udgivelser og "termisk" betyder varme. Nogle eksempler på eksoterme reaktioner omfatter forbrænding (brænding), oxidationsreaktioner som brændende og neutraliseringsreaktioner mellem syrer og alkalier. Mange daglige genstande som håndvarmere og selvopvarmende dåser til kaffe og andre varme drikkevarer undergår eksoterme reaktioner.

TL; DR (for lang tid, ikke læst)

For at beregne mængden af varme frigivet i en kemisk reaktion, brug ligningen Q = mc ΔT, hvor Q er overført varmeenergi (i joules), m er væskens masse opvarmet (i gram), c er væskens specifikke varmekapacitet (joule per gram grader Celsius) og ΔT er væskens ændring i væsken (grader Celsius).

Forskel mellem varme og temperatur

Det er vigtigt at huske, at temperatur og varme ikke er samme ting. Temperatur er et mål for, hvor varmt noget er - målt i grader Celsius eller grader Fahrenheit - mens varmen er et mål for den termiske energi indeholdt i et objekt målt i joules. Når varmeenergi overføres til et objekt, afhænger dens temperaturstigning af objektets masse, stoffet objektet er fremstillet af og mængden af ​​energi overført til objektet. Jo mere varmeenergi overføres til en genstand, jo større er dens temperaturforøgelse.

Specifik varmekapacitet

Et stofs specifikke varmekapacitet er den mængde energi, der er nødvendig for at ændre temperaturen på 1 kg af stoffet med 1 grad Celsius. Forskellige stoffer har forskellig specifik varmekapacitet, for eksempel væske har en specifik varmekapacitet på 4181 joules /kg grader C, oxygen har en specifik varmekapacitet på 918 joules /kg grader C og bly har en specifik varmekapacitet på 128 joules /kg grader C.

For at beregne den energi, der kræves for at hæve temperaturen af ​​en kendt masse af et stof, skal du bruge ligningen E = m × c × θ, hvor E er den energi, der overføres i joules, m er massen af ​​stofferne i kg, c er den specifikke varmekapacitet i J /kg grader C og θ er temperaturændringen i grader C. For eksempel at finde ud af, hvor meget energi der skal overføres for at hæve temperaturen på 3 kg vand fra 40 grader C til 30 grader C, beregningen er E = 3 × 4181 × (40 - 30), hvilket giver svaret 125,430 J (125,43 kJ).

Beregning af varme udgivet

Forestil dig, at 100 cm3 af en syre blev blandet med 100 cm3 af en alkali, så blev temperaturen forøget fra 24 grader C til 32 grader C. For at ca beregne mængden af ​​varme frigivet i joules, den første ting du gør er at beregne temperaturændringen, ΔT (32 - 24 = 8). Derefter bruger du Q = mc ΔT, dvs. Q = (100 + 100) x 4,18 x 8. Fordeling af vandets specifikke varmekapacitet, 4181 joules /kg grader Celsius ved 1000 for at få tallet for joules /g grader C. Svaret er 6.688, hvilket betyder at 6688 joules af varme frigives.