Inhalt
- TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
- Unterschied zwischen Hitze und Temperatur
- Spezifische Wärmekapazität
- Berechnung der freigesetzten Wärme
Einige chemische Reaktionen setzen Energie durch Wärme frei. Mit anderen Worten übertragen sie Wärme an ihre Umgebung. Diese sind als exotherme Reaktionen bekannt - "exo" bedeutet Freisetzung und "thermisch" bedeutet Wärme. Einige Beispiele für exotherme Reaktionen umfassen Verbrennung (Verbrennung), Oxidationsreaktionen wie Verbrennung und Neutralisationsreaktionen zwischen Säuren und Laugen. Viele Alltagsgegenstände wie Handwärmer und selbstheizende Dosen für Kaffee und andere heiße Getränke reagieren exotherm.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Zur Berechnung der bei einer chemischen Reaktion freigesetzten Wärmemenge wird die Gleichung Q = mc ΔT verwendet, wobei Q die übertragene Wärmeenergie (in Joule) ist, m die Masse der zu erhitzenden Flüssigkeit ist (in Gramm) und c die Spezifität ist Wärmekapazität der Flüssigkeit (Joule pro Gramm Grad Celsius) und ΔT ist die Änderung der Temperatur der Flüssigkeit (Grad Celsius).
Unterschied zwischen Hitze und Temperatur
Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass Temperatur und Hitze nicht dasselbe sind. Die Temperatur ist ein Maß dafür, wie heiß etwas ist - gemessen in Grad Celsius oder Grad Fahrenheit -, während die Wärme ein Maß für die in einem Objekt enthaltene Wärmeenergie ist, gemessen in Joule. Wenn Wärmeenergie auf ein Objekt übertragen wird, hängt ihre Temperaturerhöhung von der Masse des Objekts, der Substanz, aus der das Objekt hergestellt ist, und der auf das Objekt übertragenen Energiemenge ab. Je mehr Wärmeenergie auf ein Objekt übertragen wird, desto größer ist der Temperaturanstieg.
Spezifische Wärmekapazität
Die spezifische Wärmekapazität eines Stoffes ist die Energiemenge, die benötigt wird, um die Temperatur von 1 kg des Stoffes um 1 Grad Celsius zu verändern. Unterschiedliche Substanzen haben unterschiedliche spezifische Wärmekapazitäten, zum Beispiel hat Flüssigkeit eine spezifische Wärmekapazität von 4181 Joule / kg Grad C, Sauerstoff hat eine spezifische Wärmekapazität von 918 Joule / kg Grad C und Blei hat eine spezifische Wärmekapazität von 128 Joule / kg Grad C.
Um die Energie zu berechnen, die erforderlich ist, um die Temperatur einer bekannten Masse eines Stoffes zu erhöhen, verwenden Sie die Gleichung E = m × c × θ, wobei E die in Joule übertragene Energie ist, m die Masse der Stoffe in kg ist, c ist die spezifische Wärmekapazität in J / kg Grad C und & thgr; ist die Temperaturänderung in Grad C. Um beispielsweise zu berechnen, wie viel Energie übertragen werden muss, um die Temperatur von 3 kg Wasser von 40 Grad C auf 30 Grad C zu erhöhen, die Berechnung ist E = 3 × 4181 × (40 - 30), was die Antwort 125.430 J (125,43 kJ) ergibt.
Berechnung der freigesetzten Wärme
Stellen Sie sich vor, 100 cm3 Säure würden mit 100 cm3 Lauge gemischt und dann die Temperatur von 24 ° C auf 32 ° C erhöht. Um die in Joule abgegebene Wärmemenge zu berechnen, berechnen Sie zunächst die Temperaturänderung. ΔT (32 - 24 = 8). Als nächstes verwenden Sie Q = mc ∆T, dh Q = (100 + 100) x 4,18 x 8. Teilen Sie die spezifische Wärmekapazität von Wasser, 4181 Joule / kg Grad Celsius durch 1000, um die Zahl für Joule / g Grad C zu erhalten. Die Antwort lautet 6.688, was bedeutet, dass 6688 Joule Wärme freigesetzt werden.