Hvordan man løser for endelig temperatur i en kalorimeter

Med en kalorimeter kan du måle reaktionsenthalpier eller varmekapacitet ved hjælp af indholdets endelige temperatur (Tf). Men hvad nu hvis du kender reaktion entalpien af ​​din reaktion og varmekapaciteten af ​​de materialer, du bruger, og du vil forudsige, hvad Tf vil være i stedet? Du kan også gøre dette - og faktisk er denne form for problem et fælles spørgsmål om quizzer i kemi klasser.

Læs om lekserne /quiz-spørgsmålet og find ud af, hvilken information du kan uddrage fra spørgsmålet. Du vil sandsynligvis blive givet en reaktion entalpi, kalorimeterkonstanten og varmekapaciteten af ​​blandingen dannet af reaktionen i kalorimeteret, sammen med starttemperaturerne.

Antag kalorimeteret perfekt, dvs. at det ikke gør mister varmen til sit miljø.

Husk at i en perfekt kalorimeter svarer den varme, der er givet af reaktionen, til summen af ​​den varme, som kalorimeteren opnår, og den varme, der opnås ved indholdet. Desuden vil både kalorimeteret og dets indhold nå samme sluttemperatur - Tf. Derfor kan du bruge disse oplysninger til at skrive følgende ligning: Reaktionsenthalpi = (indholdets varmekapacitet) x (indholdsindhold) x (Ti - Tf) + (Calorimeterkonstant) x (Ti - Tf) hvor Ti er den oprindelige temperatur og Tf er sluttemperaturen. Bemærk, at du trækker Tfinal fra Tinitial og ikke omvendt. Det er fordi i kemi er reaktion enthalpier negative, hvis reaktionen afgiver varme. Hvis du vil, kan du trække Ti fra Tf i stedet, så længe du husker at vende skiltet på dit svar, når du er færdig.

Løs for Tf som følger: Reaktionsenthalpi = (indholdets varmekapacitet ) x (Ti-Tf) x (Ti-Tf) + (Calorimeterkonstant) x (Ti-Tf)

Faktor (Ti - Tf) ud af højre side for at give: Reaktionsenthalpi = Tf) x ((indholdets varmekapacitet) x (indholdsindhold) + (Calorimeter konstant))

Del begge sider af ((indholdets varmeeffekt) x (indholdsindhold) + (Calorimeter konstant) ) for at give følgende: Reaktion entalpy /(indholdets varmeeffekt) x (indholdsindhold) + (Calorimeter konstant)) = Ti - Tf

Flip skiltet på begge sider, og tilføj Ti til begge sider for at give følgende: Ti - (Reaktionsenthalpi /((indholdets varmekapacitet) x (indholdsindhold) + (Calorimeter konstant))) = Tf

Indsæt de tal, der er givet dig som en del af spørgsmålet og brug dem til at beregne Tf. For eksempel, hvis reaktionsenthalpien er -200 kJ, er varmekapaciteten af ​​blandingen dannet ved reaktionen 0,00418 kJ /gram Kelvin, den totale masse af reaktionsprodukterne er 200 gram, kalorimeterkonstanten er 2 kJ /K , og den indledende temperatur er 25 C, hvad er Tf?

Svar: Skriv først din ligning: Tf = Ti - (Reaktionsentalhal //(indholdets varmekapacitet) x (indholdsindhold) + (Kalorimeter konstant)))

Indsæt nu alle dine numre og løse: Tf = 25 grader - (-200 kJ /(0.00418 kJ /g K gange 200 g + 2 kJ /K)) Tf = 25 grader - (-200 kJ /2.836 kJ /K) Tf = 25 + 70,5 Tf = 95,5 grader C