Bei einigen chemischen Reaktionen wird Energie durch Wärme freigesetzt. Mit anderen Worten, sie geben Wärme an ihre Umgebung ab. Diese sind bekannt als exotherm Reaktionen: "Exo" bezieht sich auf Außen oder Außen, und "thermisch" bedeutet Wärme.
Einige Beispiele für exotherme Reaktionen umfassen Verbrennung (Verbrennen), Oxidationsreaktionen (Rosten) und Neutralisationsreaktionen zwischen Säuren und Laugen. Viele Alltagsgegenstände wie Handwärmer und selbsterwärmende Dosen für Kaffee und andere Heißgetränke unterliegen exothermen Reaktionen.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Um die bei einer chemischen Reaktion freigesetzte Wärmemenge zu berechnen, verwenden Sie die Gleichung Q = mc T, wo Q ist die übertragene Wärmeenergie (in Joule), ich ist die Masse der erhitzten Flüssigkeit (in Kilogramm), c ist die spezifische Wärmekapazität der Flüssigkeit (Joule pro Kilogramm Grad Celsius) und T ist die Temperaturänderung der Flüssigkeit (Grad Celsius).
Unterschied zwischen Hitze und Temperatur
Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass Temperatur und Wärme nicht dasselbe sind.
Temperatur ist ein Maß dafür, wie heiß etwas ist, gemessen in Grad Celsius oder Grad Fahrenheit, während Hitze ist ein Maß für die in einem Objekt enthaltene Wärmeenergie, gemessen in Joule.Wenn Wärmeenergie auf ein Objekt übertragen wird, hängt seine Temperaturerhöhung ab von:
- die Masse des Objekts
- der Stoff, aus dem das Objekt besteht
- die dem Objekt zugeführte Energiemenge
Je mehr Wärmeenergie auf ein Objekt übertragen wird, desto größer ist seine Temperaturerhöhung.
Spezifische Wärmekapazität
Die spezifische Wärmekapazität (c) eines Stoffes ist die Energiemenge, die benötigt wird, um die Temperatur von 1 kg des Stoffes um 1 Temperatureinheit zu ändern. Verschiedene Stoffe haben unterschiedliche spezifische Wärmekapazitäten, zum Beispiel hat Wasser eine spezifische Wärmekapazität von 4.181 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.
Wärmeenergie-Rechner
Um die Energie zu berechnen, die erforderlich ist, um die Temperatur einer bekannten Masse eines Stoffes zu erhöhen, verwenden Sie die spezifische Wärmeformel:
Q = m × c × T
Q ist die übertragene Energie in Joule, ich ist die Masse der Stoffe in kg, c die spezifische Wärmekapazität in J/kg Grad C ist und T ist die Temperaturänderung in Grad C in der spezifischen Wärmeformel.
Rechner für die Wärmefreisetzung
Stellen Sie sich vor, 100 g Säure wurden mit 100 g Alkali vermischt, was zu einer Temperaturerhöhung von 24 °C auf 32 °C führte.
Die Gleichung für eine Neutralisationsreaktion zwischen einer Säure und einer Lauge kann reduziert werden auf:
H+ + OH- --> H2O
Die zu verwendende Formel: Q = mc T
Masse = ich = 100 g + 100 g / 1000 g pro kg = 0,2 g (eine signifikante Zahl)
Spezifische Wärmekapazität von Wasser = c = 4.186 J/kg Grad C
Temperaturänderung = ΔT = 24 Grad C - 32 Grad C = -8 Grad C
Q = (0,2 kg) (4.186 J/kg Grad C) (-8 Grad C)
Q = -6.688 J, was bedeutet, dass 6.688 Joule Wärme freigesetzt werden.