כיצד לפתור טמפרטורה סופית בקלורימטר

בעזרת קלורימטר ניתן למדוד אנטלפיות תגובה או יכולות חום באמצעות הטמפרטורה הסופית (Tf) של התוכן. אבל מה אם אתה יודע את אנתלפת התגובה של התגובה שלך ואת יכולות החום של החומרים שאתה משתמש ברצונך לחזות מה יהיה Tf במקום? אתה יכול לעשות זאת גם - ולמעשה, בעיה מסוג זה היא שאלה נפוצה בנושא חידונים בשיעורי כימיה.

קרא מחדש את שאלת שיעורי הבית / החידון וקבע איזה מידע תוכל להפיק מהשאלה. ככל הנראה תינתן לך אנלפיית תגובה, קבוע הקלורימטר ויכולת החום של התערובת שנוצרה על ידי התגובה בקלורימטר, יחד עם טמפרטורות ההתחלה.

זכרו כי בקלורימטר מושלם, החום שמסירה התגובה שווה לסכום החום שצובר הקלורימטר והחום שמקבלים תכולתו. יתר על כן, גם הקלורימטר וגם תוכנו יגיעו לאותה טמפרטורה סופית - Tf. כתוצאה מכך, אתה יכול להשתמש במידע זה כדי לכתוב את המשוואה הבאה: Enthalpy תגובה = (קיבולת חום של תוכן) x (מסת תוכן) x (Ti - Tf) + (קבוע קלורימטר) x (Ti - Tf) כאשר Ti הוא הטמפרטורה ההתחלתית ו- Tf הוא הסופי טֶמפֶּרָטוּרָה. שימו לב שאתם מחסרים את Tfinal מ- Tinitial ולא להפך. הסיבה לכך היא שכימיה, אנטלפיות תגובה הן שליליות אם התגובה נותנת חום. אם תרצה, תוכל להפחית את Ti מ- Tf במקום זאת, כל עוד אתה זוכר להפוך את השלט בתשובתך כשתסיים.

חלק את שני הצדדים ב- ((קיבולת החום של התוכן) x (מסת התוכן) + (קבוע קלורימטר)) כדי להניב את הבא: אנטלפיית התגובה / ((קיבולת החום של התוכן) x (מסת התוכן) + (קבוע הקלורימטר)) = Ti - Tf

חבר את המספרים שניתנו לך במסגרת השאלה והשתמש בהם לחישוב Tf. לדוגמא, אם אנלפיית התגובה היא -200 kJ, יכולת החום של התערובת שנוצרת על ידי התגובה היא 0.00418 kJ / גרם קלווין, המסה הכוללת של תוצרי התגובה היא 200 גרם, קבוע הקלורימטר הוא 2 kJ / K, והטמפרטורה הראשונית היא 25 C, מה זה Tf?

תשובה: ראשית, כתוב את המשוואה שלך: Tf = Ti - (אנטלפיית התגובה / ((קיבולת החום של התוכן) x (מסת התוכן) + (קבוע הקלורימטר)))

עכשיו חבר את כל המספרים שלך ופתור: Tf = 25 מעלות - (-200 kJ / (0.00418 kJ / g K כפול 200 g + 2 kJ / K)) Tf = 25 מעלות - (-200 kJ / 2.836 kJ / K ) Tf = 25 + 70.5 Tf = 95.5 מעלות צלזיוס

הפניות

  • "עקרונות כימיים: החיפוש אחר תובנה"; פיטר אטקינס ואח '; 2008
  • המחלקה לכימיה באוניברסיטת פלורידה: קלורימטריה

על הסופר

ג'ון ברנן, שבסיסו בסן דייגו, כתב על מדע וסביבה מאז 2006. מאמריו הופיעו ב"שפע "," קורא סן דייגו "," סנטה ברברה עצמאית "ו"איסט ביי" חודשי. "ברנן הוא בעל תואר ראשון במדעים בביולוגיה מאוניברסיטת קליפורניה, סן דייגו.

  • לַחֲלוֹק
instagram viewer