Beregning af molær varmekapacitet:en praktisk vejledning

Af Riti Gupta, Opdateret 24. marts 2022

Forståelse af molær varmekapacitet er afgørende for termodynamiske beregninger. Den fortæller dig, hvor meget energi der kræves for at hæve temperaturen på et mol af et stof med en grad Celsius eller Kelvin.

Hvad er molær varmekapacitet?

Molær varmekapacitet (C) er defineret som den mængde varme, der er nødvendig for at hæve temperaturen på et mol af et stof med 1K:

C = (specific heat) × (molar mass)

Sådan beregnes det

1. Find stoffets specifikke varme (Jg⁻¹K⁻¹).

2. Gang med dens molære masse (gmol⁻¹).

Dette giver C i enheder af Jmol⁻¹K⁻¹.

Eksempel:Vand

Specifik varme for vand =4,18Jg⁻¹K⁻¹.

Molær masse af vand =18,0 gmol⁻¹.

Derfor C = 4.18 × 18.0 = 75.2 J mol⁻¹ K⁻¹ .

Eksempel:Metan (CH₄)

Specifik varme =2,20Jg⁻¹K⁻¹; molær masse =16,04 gmol-1.

Så C = 2.20 × 16.04 = 35.3 J mol⁻¹ K⁻¹ .

Brug af molær varmekapacitet til at finde varmeenergi

Den varme (q), der kræves for at ændre temperaturen, er givet af:

q = n C ΔT

• n =antal mol
• C =molær varmekapacitet (Jmol⁻¹K⁻¹)
• ΔT =temperaturændring (K)

Eksempel:Opvarmning af 5 mol kviksølv med 10K.

Specifik varme for kviksølv =27,8 Jmol⁻¹K⁻¹.

q =5mol×27,8Jmol⁻¹K⁻¹×10K =1390J.

Reversering af ligningen:Find stofmængde

Hvis du kender q, C og ΔT, kan du løse for n:

n = q / (C ΔT)

Eksempel:En calciumcarbonatprøve absorberer 550J, når dens temperatur stiger 5K, med C =82Jmol⁻¹K⁻¹.

n =550J / (82Jmol⁻¹K⁻¹×5K) =1,34mol.

Disse ligninger giver dig mulighed for at bestemme en af de fire variable – q, n, C, ΔT – når de tre andre er kendte.