열량계를 사용하면 내용물의 최종 온도 (Tf)를 사용하여 반응 엔탈피 또는 열용량을 측정 할 수 있습니다. 그러나 반응의 반응 엔탈피와 사용중인 재료의 열용량을 알고 있고 대신 Tf가 무엇인지 예측하고 싶다면 어떻게해야할까요? 여러분도이 일을 할 수 있습니다. 사실 이런 종류의 문제는 화학 수업의 퀴즈에 대한 일반적인 질문입니다.
숙제 / 퀴즈 질문을 다시 읽고 질문에서 추출 할 수있는 정보를 결정하십시오. 시작 온도와 함께 반응 엔탈피, 열량계 상수 및 열량계에서 반응에 의해 형성된 혼합물의 열용량이 제공 될 것입니다.
완벽한 열량계에서 반응에 의해 방출되는 열은 열량계에서 얻은 열과 그 내용물에서 얻은 열의 합과 같습니다. 또한 열량계와 그 내용물은 동일한 최종 온도 인 Tf에 도달합니다. 따라서이 정보를 사용하여 다음 방정식을 작성할 수 있습니다. 반응 엔탈피 = (내용물의 열용량) x (내용물의 질량) x (Ti-Tf) + (열량계 상수) x (Ti-Tf) 여기서 Ti는 초기 온도이고 Tf는 최종입니다. 온도. Tinitial에서 Tfinal을 빼는 것이지 그 반대가 아닙니다. 그것은 화학에서 반응이 열을 발산하면 반응 엔탈피가 음성이기 때문입니다. 원하는 경우, 완료했을 때 답의 기호를 뒤집는 것을 기억하는 한 Tf에서 Ti를 대신 뺄 수 있습니다.
양변을 ((내용물의 열용량) x (내용물의 질량) + (열량계 상수))로 나누면 다음: 반응 엔탈피 / ((내용물의 열용량) x (내용물의 질량) + (열량계 상수)) = Ti- Tf
질문의 일부로 주어진 숫자를 연결하고 Tf를 계산하는 데 사용하십시오. 예를 들어, 반응 엔탈피가 -200kJ이면, 혼합물의 열용량은 반응은 0.00418 kJ / gram Kelvin이고, 반응 생성물의 총 질량은 200g, 열량계 상수는 2kJ / K, 초기 온도는 25C입니다. Tf?
답: 먼저 방정식을 작성하십시오: Tf = Ti-(반응 엔탈피 / ((내용물의 열용량) x (내용물의 질량) + (열량계 상수)))
이제 모든 숫자를 입력하고 다음을 해결하십시오. Tf = 25도-(-200 kJ / (0.00418 kJ / g K x 200g + 2 kJ / K)) Tf = 25도-(-200 kJ / 2.836 kJ / K ) Tf = 25 + 70.5 Tf = 섭씨 95.5도
참고 문헌
- "화학 원리: 통찰력을위한 탐구"; Peter Atkins, et al.; 2008
- 플로리다 대학교 화학과: 열량 측정
저자 정보
샌디에이고에 기반을 둔 John Brennan은 2006 년부터 과학과 환경에 대해 글을 쓰고 있습니다. 그의 기사는 "Plenty", "San Diego Reader", "Santa Barbara Independent"및 "East Bay"에 실 렸습니다. 월간. "Brennan은 샌디에이고 캘리포니아 대학교에서 생물학 학사 학위를 받았습니다.
