Den molære varmekapacitet er den mængde varme, der skal tilsættes for at hæve 1 mol (mol) af et stof for at hæve temperaturen en grad (enten Celsius eller Kelvin). Den molære varmekapacitet kan findes ved hjælp af den molære varmekapacitetsformel, der kræver at tage den specifikke varme og multiplicere den med den molære masse.
Formlen for molær varmekapacitet er vist nedenfor:
Hvad er den specifikke varme? Det specifik varme af en væske er den mængde varme, der skal tilsættes til 1 gram væske for at hæve temperaturen en grad (enten Celsius eller Kelvin). Jo større varmekapacitet, jo mere varme kræves for at hæve temperaturen.
Det Varmekapacitet er mere generel end nogen af betingelserne ovenfor. Det repræsenterer den mængde varme, der kræves for at hæve temperaturen for en given mængde af stoffet med en grad.
Hvad er den specifikke varme af vand?
Den specifikke vandvarme er 4,18 J / g-K. Det er vigtigt at bemærke enhederne: Joule er til energi eller varme. Kelvin er til graden stigning i varme. Endelig er g den angivne mængde af stoffet.
Hvad er vandets molære varmekapacitet?
Husk, at et stofs molære varmekapacitet er 1 kapacitet af et stof. Dette betyder, at i enhederne skal du medtage mol i stedet for gram.
I stedet for gram skal du konvertere til mol. Dette kræver anvendelse af formlen for molær varmekapacitet. Det betyder, at du har brug for den specifikke varme af vand og den molære masse af vand. Den molære masse af vand er 18,0 g / mol.
Ved at multiplicere det sammen får du:
Beregning af molær varmekapacitet
Generelt for at finde den molære varmekapacitet for en forbindelse eller et element multiplicerer du simpelthen den specifikke varme med den molære masse.
For eksempel er den specifikke varme af methan (CH4) er 2,20 J / g-K. For at konvertere til molær varmekapacitet kan du bruge formlen for molær varmekapacitet: Multiplicer den specifikke varme med molmassen af metan. Den molære masse af metan er 16,04 J / g-K.
Ved at multiplicere ovenstående får du:
Hvor meget varme kræves for at hæve stoffets temperatur?
For at beregne, hvor meget varme der er behov for for at hæve temperaturen for en given mængde af et stof med et givet antal grader, kan du bruge følgende ligning:
Her er q varmen, n er antallet af mol, C er den molære varmekapacitet, og ΔT er temperaturændringen.
For eksempel: Hvor meget varme er der brug for for at øge temperaturen på 5 mol kviksølv (Hg) med 10 K? Den specifikke varme af kviksølv er 27,8 J / mol-K.
Dermed,
n = 5 mol
C = 27,8 J / mol-K
AT = 10 K
q =?
Tilslutning af dette til ligningen giver:
Så den mængde varme, der kræves for at opvarme 5 mol Hg med 10 K, er:
Du kan også bruge denne ligning til at finde antallet af mol af et stof, hvis du ved, hvor meget varme der blev absorberet.
For eksempel: Du ved, at en prøve af calciumcarbonat (CaCO3) er hævet med 5 K, den absorberede energi var 550 J, og den molære varmekapacitet er 82 J / mol-K.
n =?
C = 82 J / mol-K
AT = 5 K
q = 550 J
Dette betyder, at du kan omarrangere den oprindelige ligning, så i stedet for at løse for q, som du allerede kender, kan du løse for n.
Tilslut nu de kendte værdier:
Endelig betyder det, at prøven havde:
Denne ligning giver dig mulighed for at bestemme en af de fire størrelser, forudsat at du har de andre tre!