Jotkut kemialliset reaktiot vapauttavat energiaa lämmöllä. Toisin sanoen he siirtävät lämpöä ympäristöönsä. Nämä tunnetaan nimellä eksoterminen reaktiot: "Exo" liittyy ulkoiseen tai ulkoiseen, ja "terminen" tarkoittaa lämpöä.
Joitakin esimerkkejä eksotermisistä reaktioista ovat palaminen (palaminen), hapetusreaktiot (ruoste) ja neutralointireaktiot happojen ja emästen välillä. Monet arkipäivän tarvikkeet, kuten kädenlämmittimet ja itsestään kuumenevat tölkit kahville ja muille kuumille juomille, käyvät eksotermisissä reaktioissa.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Laske kemiallisen reaktion aikana vapautuneen lämmön määrä yhtälön avulla Q = mc ΔT, missä Q on siirretty lämpöenergia (jouleina), m on lämmitettävän nesteen massa (kilogrammoina), c on nesteen ominaislämpökapasiteetti (joule / kg celsiusastetta), ja ΔT on nesteen lämpötilan muutos (celsiusastetta).
Lämmön ja lämpötilan ero
On tärkeää muistaa, että lämpötila ja lämpö eivät ole sama asia. Lämpötila on mitta siitä, kuinka kuuma jotain on, mitattuna Celsius-asteina tai Fahrenheit-asteina
Kun lämpöenergia siirtyy esineelle, sen lämpötilan nousu riippuu:
- esineen massa
- aine, josta esine on valmistettu
- esineeseen kohdistetun energiamäärän
Mitä enemmän lämpöenergiaa siirretään esineeseen, sitä suurempi on sen lämpötilan nousu.
Ominaislämpökapasiteetti
Ominaislämpökapasiteetti (c) aineen määrä on energiamäärä, joka tarvitaan 1 kg aineen lämpötilan muuttamiseen yhdellä lämpötilan yksiköllä. Eri aineilla on erilaiset lämpökapasiteetit, esimerkiksi veden ominaislämpökapasiteetti on 4181 joulea / kg C, hapen ominaislämpökapasiteetti on 918 joulea / kg C, ja lyijyllä on erityinen lämpökapasiteetti 128 joulea / kg astetta C.
Lämpöenergialaskuri
Laskettaessa aineen tunnetun massan lämpötilan nostamiseen tarvittavaa energiaa käytetään erityistä lämpökaavaa:
Q = m × c × AT
Q on joulina siirretty energia, m on aineiden massa kilogrammoina, c on ominaislämpökapasiteetti (J / kg C), ja ΔT on lämpötilan muutos C-asteina tietyssä lämpökaavassa.
Lämpöä laskeva laskin
Kuvittele, että 100 g happoa sekoitettiin 100 g: n alkaliin, mikä johti lämpötilan nousuun 24 ° C: sta 32 ° C: seen.
Hapon ja emäksen välisen neutralointireaktion yhtälö voidaan pienentää:
H+ + OH- -> H2O
Käytettävä kaava: Q = mc ∆T
Massa = m = 100 g + 100 g / 1000 g / kg = 0,2 g (yksi merkittävä luku)
Veden ominaislämpökapasiteetti = c = 4186 J / kg astetta C
Lämpötilan muutos = ΔT = 24 ° C - 32 ° C = -8 ° C
Q = (0,2 kg) (4186 J / kg ° C) (-8 ° C)
Q = -6,688 J, mikä tarkoittaa, että vapautuu 6688 joulea lämpöä.