Molaarinen lämpökapasiteetti on lämmön määrä, joka on lisättävä nostamaan 1 mooli (mol) ainetta sen lämpötilan nostamiseksi yhden asteen (joko Celsius tai Kelvin). Molaarinen lämpökapasiteetti voidaan löytää käyttämällä moolilämpökapasiteettikaavaa, joka vaatii ominaislämmön ottamisen ja kertomalla se moolimassalla.
Molaarinen lämpökapasiteettikaava on esitetty alla:
Mikä on ominaislämpö? ominaislämpö nesteen määrä on lämpömäärä, joka on lisättävä 1 grammaan nestettä sen lämpötilan nostamiseksi yhdellä asteella (joko Celsius tai Kelvin). Mitä suurempi lämpökapasiteetti, sitä enemmän lämpöä tarvitaan lämpötilan nostamiseen.
lämpökapasiteetti on yleisempi kuin kumpi tahansa yllä olevista termeistä. Se edustaa lämmön määrää, joka tarvitaan tietyn aineen määrän lämpötilan nostamiseen yhdellä asteella.
Mikä on veden ominaislämpö?
Veden ominaislämpö on 4,18 J / g-K. On tärkeää huomata yksiköt: Joule on energiaa tai lämpöä. Kelvin on lämmön asteen nousu. Lopuksi g on ilmoitettu aineen määrä.
Mikä on veden molaarinen lämpökapasiteetti?
Muista, että aineen molaarinen lämpökapasiteetti on 1 moolin aineen lämpökapasiteetti. Tämä tarkoittaa, että yksiköihin sinun tulisi sisällyttää mol gramman sijaan.
Grammin sijaan sinun on muunnettava moliksi. Tämä edellyttää molaarisen lämpökapasiteettikaavan käyttöä. Tämä tarkoittaa, että tarvitset veden ominaislämpöä ja veden moolimassaa. Veden moolimassa on 18,0 g / mol.
Kertomalla, että yhdessä saat:
Molaarisen lämpökapasiteetin laskeminen
Yleensä yhdisteen tai alkuaineen molaarisen lämpökapasiteetin löytämiseksi yksinkertaisesti kerrotaan ominaislämpö moolimassalla.
Esimerkiksi metaanin ominaislämpö (CH4) on 2,20 J / g-K. Muunna molaariseksi lämpökapasiteetiksi voit käyttää molaarista lämpökapasiteettikaavaa: Kerro ominaislämpö metaanin moolimassalla. Metaanin moolimassa on 16,04 J / g-K.
Kertomalla yllä mainitut saat:
Kuinka paljon lämpöä tarvitaan aineen lämpötilan nostamiseen?
Voit laskea kuinka paljon lämpöä tarvitaan aineen tietyn määrän lämpötilan nostamiseksi tietyllä asteella, voit käyttää seuraavaa yhtälöä:
Tässä q on lämpö, n on mol-lukumäärä, C on molaarinen lämpökapasiteetti ja AT on lämpötilan muutos.
Esimerkiksi: Kuinka paljon lämpöä tarvitaan 5 mol: n elohopean (Hg) lämpötilan nostamiseen 10 K: lla? Elohopean ominaislämpö on 27,8 J / mol-K.
Täten,
n = 5 mol
C = 27,8 J / mol-K
AT = 10 K
q =?
Liittämällä tämä yhtälöön saadaan:
Joten 5 mol Hg: n lämmittämiseksi 10 K: lla tarvittava lämmön määrä on:
Voit myös käyttää tätä yhtälöä löytääksesi aineen moolien määrän, jos tiedät kuinka paljon lämpöä absorboitiin.
Esimerkiksi: Tiedät, että näyte kalsiumkarbonaatista (CaCO3) on nostettu 5 K: lla, absorboitu energia oli 550 J ja molaarinen lämpökapasiteetti on 82 J / mol-K.
n =?
C = 82 J / mol-K
AT = 5 K
q = 550 J
Tämä tarkoittaa, että voit järjestää alkuperäisen yhtälön uudelleen niin, että q: n ratkaisemisen sijasta, jonka tiedät jo, voit ratkaista n: n.
Liitä nyt tunnetut arvot:
Lopuksi tämä tarkoittaa, että otoksessa oli:
Tämän yhtälön avulla voit määrittää minkä tahansa neljästä suuruudesta, kun sinulla on kolme muuta määrää!