एक कैलोरीमीटर के साथ, आप सामग्री के अंतिम तापमान (टीएफ) का उपयोग करके प्रतिक्रिया उत्साह या गर्मी क्षमता को माप सकते हैं। लेकिन क्या होगा यदि आप अपनी प्रतिक्रिया की प्रतिक्रिया उत्साह और आपके द्वारा उपयोग की जा रही सामग्री की गर्मी क्षमता जानते हैं और आप भविष्यवाणी करना चाहते हैं कि इसके बजाय Tf क्या होगा? आप यह भी कर सकते हैं - और वास्तव में, इस तरह की समस्या रसायन शास्त्र कक्षाओं में प्रश्नोत्तरी पर एक आम प्रश्न है।
होमवर्क/प्रश्नोत्तरी प्रश्न को दोबारा पढ़ें और निर्धारित करें कि आप प्रश्न से कौन सी जानकारी निकाल सकते हैं। आपको संभवतः प्रारंभिक तापमानों के साथ-साथ एक अभिक्रिया एन्थैल्पी, कैलोरीमीटर स्थिरांक और कैलोरीमीटर में अभिक्रिया द्वारा निर्मित मिश्रण की ऊष्मा क्षमता दी जाएगी।
याद रखें कि एक पूर्ण कैलोरीमीटर में, प्रतिक्रिया द्वारा दी गई गर्मी कैलोरीमीटर द्वारा प्राप्त गर्मी और इसकी सामग्री द्वारा प्राप्त गर्मी के योग के बराबर होती है। इसके अलावा, कैलोरीमीटर और इसकी सामग्री दोनों एक ही अंतिम तापमान - Tf तक पहुंचेंगे। नतीजतन, आप इस जानकारी का उपयोग निम्नलिखित समीकरण लिखने के लिए कर सकते हैं: अभिक्रिया एन्थैल्पी = (सामग्री की ऊष्मा क्षमता) x (सामग्री का द्रव्यमान) x (Ti - Tf) + (कैलोरीमीटर स्थिरांक) x (Ti - Tf) जहाँ Ti प्रारंभिक तापमान है और Tf अंतिम है तापमान। ध्यान दें कि आप टिनीटल से टीफ़ाइनल घटा रहे हैं, न कि इसके विपरीत। ऐसा इसलिए है क्योंकि रसायन विज्ञान में, अभिक्रिया एन्थैल्पी ऋणात्मक होती है यदि अभिक्रिया ऊष्मा उत्पन्न करती है। यदि आप चाहें, तो आप इसके बजाय Ti को Tf से घटा सकते हैं, जब तक कि आप अपने उत्तर पर साइन को फ़्लिप करना याद रखें जब आप कर लें।
प्राप्त करने के लिए दोनों पक्षों को ((सामग्री की गर्मी क्षमता) x (सामग्री का द्रव्यमान) + (कैलोरीमीटर स्थिर)) से विभाजित करें निम्नलिखित: प्रतिक्रिया थैलेपी / ((सामग्री की गर्मी क्षमता) x (सामग्री का द्रव्यमान) + (कैलोरीमीटर स्थिर)) = Ti - टीएफ
प्रश्न के भाग के रूप में आपको दी गई संख्याओं को प्लग इन करें और उनका उपयोग Tf की गणना के लिए करें। उदाहरण के लिए, यदि अभिक्रिया एन्थैल्पी -200 kJ है, तो मिश्रण की ऊष्मा क्षमता द्वारा निर्मित होती है प्रतिक्रिया 0.00418 kJ/ग्राम केल्विन है, प्रतिक्रिया के उत्पादों का कुल द्रव्यमान 200 ग्राम है, कैलोरीमीटर स्थिरांक 2 kJ / K है, और प्रारंभिक तापमान 25 C है, क्या है टीएफ?
उत्तर: सबसे पहले, अपना समीकरण लिखें: Tf = Ti - (प्रतिक्रिया एन्थैल्पी / ((सामग्री की ऊष्मा क्षमता) x (सामग्री का द्रव्यमान) + (कैलोरीमीटर स्थिर)))
अब, अपने सभी नंबरों को प्लग इन करें और हल करें: Tf = 25 डिग्री - (-200 kJ / (0.00418 kJ/g K गुना 200 g + 2 kJ/K)) Tf = 25 डिग्री - (-200 kJ / 2.836 kJ/K) ) टीएफ = 25 + 70.5 टीएफ = 95.5 डिग्री सेल्सियस
संदर्भ
- "रासायनिक सिद्धांत: अंतर्दृष्टि की खोज"; पीटर एटकिंस, एट अल।; 2008
- फ्लोरिडा विश्वविद्यालय रसायन विज्ञान विभाग: कैलोरीमेट्री
लेखक के बारे में
सैन डिएगो में स्थित, जॉन ब्रेनन 2006 से विज्ञान और पर्यावरण के बारे में लिख रहे हैं। उनके लेख "बहुत," "सैन डिएगो रीडर," "सांता बारबरा इंडिपेंडेंट" और "ईस्ट बेयू" में छपे हैं मासिक।" ब्रेनन ने कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन डिएगो से जीव विज्ञान में विज्ञान स्नातक किया है।