Моларният топлинен капацитет е количеството топлина, което трябва да се добави, за да се повиши 1 мол (мол) вещество, за да се повиши температурата му с един градус (или по Целзий, или по Келвин). Моларният топлинен капацитет може да бъде намерен чрез използване на формулата за моларен топлинен капацитет, която изисква да се вземе специфичната топлина и да се умножи по моларната маса.
Формулата за моларен топлинен капацитет е показана по-долу:
Каква е специфичната топлина? The специфична топлина на течност е количеството топлина, което трябва да се добави към 1 грам течност, за да се повиши температурата му с един градус (или по Целзий, или по Келвин). Колкото по-голям е топлинният капацитет, толкова повече топлина е необходима за повишаване на температурата.
The топлинен капацитет е по-общо от който и да е от горните термини. Той представлява количеството топлина, необходимо за повишаване на температурата на дадено количество вещество с един градус.
Каква е специфичната топлина на водата?
Специфичната топлина на водата е 4,18 J / g-K. Важно е да се отбележат мерните единици: Джоулите са за енергия или топлина. Келвин е за степента на увеличаване на топлината. И накрая, g е за посоченото количество вещество.
Какъв е моларният топлинен капацитет на водата?
Не забравяйте, че моларният топлинен капацитет на веществото е топлинният капацитет на 1 мол вещество. Това означава, че в мерните единици трябва да включите мол вместо грамове.
Вместо грамове, трябва да конвертирате в mol. Това изисква използване на формулата за моларен топлинен капацитет. Това означава, че се нуждаете от специфичната топлина на водата и моларната маса на водата. Моларната маса на водата е 18,0 g / mol.
Умножавайки това заедно, получавате:
Изчисляване на моларната топлинна мощност
Като цяло, за да намерите моларния топлинен капацитет на съединение или елемент, просто умножавате специфичната топлина по моларната маса.
Например специфичната топлина на метан (СН4) е 2,20 J / g-K. За да конвертирате в моларен топлинен капацитет, можете да използвате формулата за моларен топлинен капацитет: Умножете специфичната топлина по моларната маса на метана. Моларната маса на метана е 16,04 J / g-K.
Умножавайки горното заедно, получавате:
Колко топлина е необходима за повишаване на температурата на дадено вещество?
За да изчислите колко топлина е необходима за повишаване на температурата на дадено количество вещество с даден брой градуси, можете да използвате следното уравнение:
Тук q е топлината, n е броят на мола, C е моларният топлинен капацитет и ΔT е промяната в температурата.
Например: Колко топлина е необходима, за да се повиши температурата на 5 mol живак (Hg) с 10 K? Специфичната топлина на живака е 27,8 J / mol-K.
Поради това,
п = 5 мола
С = 27,8 J / mol-K
ΔT = 10 K
q =?
Включването на това в уравнението дава:
Така че количеството топлина, необходимо за нагряване на 5 mol Hg с 10 K, е:
Можете също да използвате това уравнение, за да намерите броя на моловете на дадено вещество, ако знаете колко топлина е погълната.
Например: Знаете, че проба от калциев карбонат (CaCO3) е повишен с 5 K, абсорбираната енергия е 550 J, а моларният топлинен капацитет е 82 J / mol-K.
n =?
С = 82 J / mol-K
ΔT = 5 K
q = 550 J
Това означава, че можете да пренаредите първоначалното уравнение, така че вместо да решавате за q, което вече знаете, можете да решавате за n.
Сега, включване на известните стойности:
И накрая, това означава, че пробата е имала:
Това уравнение ви позволява да определите някоя от четирите величини, като се има предвид, че имате останалите три!