Cara Menghitung Kapasitas Panas Molar

Kapasitas kalor molar adalah jumlah kalor yang harus ditambahkan untuk menaikkan 1 mol (mol) suatu zat agar suhunya naik satu derajat (baik Celcius atau Kelvin). Kapasitas panas molar dapat ditemukan dengan menggunakan rumus kapasitas panas molar yang membutuhkan pengambilan panas spesifik dan mengalikannya dengan massa molar.

Rumus kapasitas panas molar ditunjukkan di bawah ini:

Apa panas spesifiknya? Itu panas spesifik cairan adalah jumlah panas yang harus ditambahkan ke 1 gram cairan untuk menaikkan suhunya satu derajat (baik Celcius atau Kelvin). Semakin besar kapasitas panas, semakin banyak panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu.

Itu kapasitas panas lebih umum daripada salah satu istilah di atas. Ini mewakili jumlah panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu sejumlah tertentu zat dengan satu derajat.

Kalor jenis air adalah 4,18 J/g-K. Penting untuk dicatat satuannya: Joule adalah untuk energi atau panas. Kelvin adalah untuk kenaikan derajat panas. Akhirnya, g adalah untuk jumlah zat yang dinyatakan.

Ingat, kapasitas panas molar suatu zat adalah kapasitas panas 1 mol suatu zat. Ini berarti bahwa dalam satuan Anda harus memasukkan mol, bukan gram.

Alih-alih gram, Anda perlu mengubahnya menjadi mol. Ini membutuhkan penggunaan rumus kapasitas panas molar. Itu berarti Anda membutuhkan panas spesifik air dan massa molar air. Massa molar air adalah 18,0 g/mol.

Mengalikan itu bersama-sama Anda mendapatkan:

Secara umum, untuk menemukan kapasitas panas molar suatu senyawa atau unsur, Anda cukup mengalikan panas jenis dengan massa molar.

Misalnya, panas spesifik metana (CH₄) adalah 2,20 J/g-K. Untuk mengkonversi ke kapasitas panas molar, Anda dapat menggunakan rumus kapasitas panas molar: Kalikan panas spesifik dengan massa molar metana. Massa molar metana adalah 16,04 J/g-K.

Mengalikan di atas bersama-sama Anda mendapatkan:

Untuk menghitung berapa banyak panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu sejumlah tertentu suatu zat dengan jumlah derajat tertentu, Anda dapat menggunakan persamaan berikut:

Di sini, q adalah panas, n adalah jumlah mol, C adalah kapasitas panas molar, dan T adalah perubahan suhu.

Sebagai contoh: Berapa kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 5 mol air raksa (Hg) sebesar 10 K? Kalor jenis merkuri adalah 27,8 J/mol-K.

Jadi,

n = 5 mol

C = 27,8 J/mol-K

T = 10 K

q = ?

Memasukkan ini ke dalam persamaan memberikan:

Jadi jumlah kalor yang diperlukan untuk memanaskan 5 mol Hg sebesar 10 K adalah:

Anda juga dapat menggunakan persamaan ini untuk menemukan jumlah mol zat jika Anda tahu berapa banyak panas yang diserap.

Sebagai contoh: Anda tahu bahwa sampel kalsium karbonat (CaCO₃) dinaikkan sebesar 5 K, energi yang diserap adalah 550 J, dan kapasitas kalor molar adalah 82 J/mol-K.

n = ?

C = 82 J/mol-K

T = 5 K

q = 550 J

Ini berarti Anda dapat mengatur ulang persamaan awal sehingga alih-alih menyelesaikan q, yang sudah Anda ketahui, Anda dapat menyelesaikan n.

Sekarang, memasukkan nilai yang diketahui:

Akhirnya, ini berarti bahwa sampel memiliki:

Persamaan ini memungkinkan Anda untuk menentukan salah satu dari empat kuantitas, mengingat Anda memiliki tiga lainnya!