כיצד לחשב את קיבולת החום הטוחנת

קיבולת החום הטוחנת היא כמות החום שיש להוסיף כדי להעלות 1 שומה (מול) של חומר על מנת להעלות את הטמפרטורה שלו בדרגה אחת (או צלזיוס או קלווין). ניתן למצוא את קיבולת החום הטוחנת באמצעות נוסחת קיבולת החום הטוחנת המחייבת נטילת החום הספציפי והכפלתו במסה הטוחנת.

נוסחת קיבולת החום הטוחנת מוצגת להלן:

מהו החום הספציפי? ה חום ספציפי של נוזל הוא כמות החום שיש להוסיף לגרם אחד של נוזל על מנת להעלות את הטמפרטורה שלו במעלה אחת (צלזיוס או קלווין). ככל שכושר החום גדול יותר, כך נדרש יותר חום על מנת להעלות את הטמפרטורה.

ה קיבולת חום הוא כללי יותר משני התנאים לעיל. הוא מייצג את כמות החום הנדרשת כדי להעלות את הטמפרטורה של כמות נתונה של החומר במעלה אחת.

החום הספציפי של המים הוא 4.18 J / g-K. חשוב לציין את היחידות: ג'ול מיועד לאנרגיה או לחום. הקלווין מיועד לעליית המידה בחום. לבסוף, g הוא עבור הכמות המוצהרת של החומר.

זכרו, יכולת החום הטוחנת של חומר היא קיבולת החום של 1 מול של חומר. משמעות הדבר היא שביחידות עליכם לכלול מול במקום גרם.

במקום גרם צריך להמיר למול. זה דורש שימוש בנוסחת קיבולת החום הטוחנת. זה אומר שאתה צריך את החום הספציפי של המים ואת מסת הטוחנת של המים. מסת המים הטוחנת היא 18.0 גרם למול.

להכפיל את זה ביחד אתה מקבל:

באופן כללי, על מנת למצוא את יכולת החום הטוחנת של תרכובת או אלמנט, פשוט מכפילים את החום הספציפי במסה הטוחנת.

לדוגמא, החום הספציפי של מתאן (CH₄) הוא 2.20 J / g-K. כדי להמיר לקיבולת חום טוחנת ניתן להשתמש בנוסחת קיבולת החום הטוחנת: הכפל את החום הספציפי במסה הטוחנת של מתאן. המסה הטוחנת של מתאן היא 16.04 J / g-K.

הכפלת האמור לעיל מקבלת:

על מנת לחשב כמה חום נדרש כדי להעלות את הטמפרטורה של כמות נתונה של חומר במספר דרגות נתון ניתן להשתמש במשוואה הבאה:

כאן, q הוא החום, n הוא מספר mol, C הוא קיבולת החום הטוחנת ו- ΔT הוא השינוי בטמפרטורה.

לדוגמה: כמה נדרש חום כדי להגדיל את הטמפרטורה של 5 מול כספית (Hg) ב- 10 K? החום הספציפי של כספית הוא 27.8 J / mol-K.

לכן,

n = 5 mol

C = 27.8 J / mol-K

ΔT = 10 K

q =?

חיבור זה למשוואה נותן:

אז כמות החום הנדרשת כדי לחמם 5 mol של כספית ב -10 K היא:

אתה יכול גם להשתמש במשוואה זו כדי למצוא את מספר השומות של חומר אם אתה יודע כמה חום נספג.

לדוגמה: אתה יודע שמדגם של סידן פחמתי (CaCO₃) הועלה ב- 5 K, האנרגיה הנספגת הייתה 550 J, וקיבולת החום הטוחנת היא 82 J / mol-K.

n =?

C = 82 J / mol-K

ΔT = 5 K

q = 550 J

המשמעות היא שתוכל לסדר מחדש את המשוואה המקורית כך שבמקום לפתור את q, שכבר ידוע לך, תוכל לפתור עבור n.

כעת, חבר את הערכים הידועים:

לבסוף, המשמעות היא שהמדגם היה:

משוואה זו מאפשרת לך לקבוע כל אחת מארבע הכמויות, בהתחשב בכך שיש לך את שלוש האחרות!