Molaarne soojusvõimsus on soojushulk, mis tuleb lisada ühe mooli (mol) aine tõstmiseks, et tõsta selle temperatuuri ühe kraadi võrra (kas Celsiuse või Kelvini järgi). Molaarse soojusvõime saab leida molaarse soojusvõime valemi abil, mis nõuab erisoojuse võtmist ja molaarmassiga korrutamist.
Molaarse soojusvõimsuse valem on näidatud allpool:
Mis on erisoojus? The erisoojus vedelik on soojushulk, mis tuleb selle 1 kraadi (kas Celsiuse või Kelvini) temperatuuri tõstmiseks lisada 1 grammi vedelikku. Mida suurem on soojusvõimsus, seda rohkem on temperatuuri tõstmiseks vaja soojust.
The soojusmahtuvus on üldisem kui kumbki ülaltoodud terminitest. See tähistab soojushulka, mis on vajalik aine teatud koguse temperatuuri tõstmiseks ühe kraadi võrra.
Mis on vee erisoojus?
Vee erisoojus on 4,18 J / g-K. Oluline on märkida ühikud: džaulid on energia või soojuse jaoks. Kelvin on mõeldud soojuse kraadiliseks tõusuks. Lõpuks g on aine määratud kogus.
Kui suur on vee molaarne soojusvõimsus?
Pidage meeles, et aine molaarne soojusvõime on aine 1 mooli soojusmahtuvus. See tähendab, et ühikutes peaksite grammi asemel lisama mol.
Grammide asemel peate teisendama moliks. See nõuab molaarse soojusvõimsuse valemi kasutamist. See tähendab, et vajate vee erisoojust ja vee molaarmassit. Vee molaarmass on 18,0 g / mol.
Korrutades, et saate kokku:
Molaarse soojusvõimsuse arvutamine
Üldiselt korrutatakse ühendi või elemendi molaarse soojusvõime leidmiseks konkreetne soojus molaarmassiga.
Näiteks metaani erisoojus (CH4) on 2,20 J / g-K. Molaarseks soojusvõimsuseks teisendamiseks võite kasutada molaarse soojusvõimsuse valemit: korrutage erisoojus metaani molaarmassiga. Metaani molaarmass on 16,04 J / g-K.
Korrutades ülaltoodu kokku, saate:
Kui palju soojust on vaja aine temperatuuri tõstmiseks?
Selleks, et arvutada, kui palju soojust on vaja aine teatud koguse temperatuuri tõstmiseks etteantud kraadide arvu võrra, võite kasutada järgmist võrrandit:
Siin on q soojus, n on molide arv, C on molaarne soojusvõime ja ΔT on temperatuuri muutus.
Näiteks: Kui palju soojust on vaja 5 mol elavhõbeda (Hg) temperatuuri tõstmiseks 10 K võrra? Elavhõbeda erisoojus on 27,8 J / mol-K.
Seega
n = 5 mol
C = 27,8 J / mol-K
ΔT = 10 K
q =?
Selle ühendamine võrrandiga annab:
Seega on 5 mol Hg 10 K kuumutamiseks vajalik soojushulk:
Seda võrrandit saate kasutada ka aine moolide arvu leidmiseks, kui teate, kui palju soojust neeldus.
Näiteks: Teate, et kaltsiumkarbonaadi proov (CaCO3) on tõstetud 5 K võrra, neeldunud energia oli 550 J ja molaarne soojusmaht on 82 J / mol-K.
n =?
C = 82 J / mol-K
ΔT = 5 K
q = 550 J
See tähendab, et saate algse võrrandi ümber korraldada nii, et q-le lahendamise asemel, mida te juba teate, saate lahendada n-i jaoks.
Nüüd ühendage teadaolevad väärtused:
Lõpuks tähendab see, et valimil oli:
See võrrand võimaldab teil määrata mis tahes neljast kogusest, arvestades, et teil on ülejäänud kolm!