Kai kurios cheminės reakcijos šiluma išskiria energiją. Kitaip tariant, jie šilumą perduoda aplinkai. Tai yra žinoma kaip egzoterminis reakcijos: „Exo“ reiškia išorę arba išorę, o „terminis“ reiškia šilumą.
Keletas egzoterminių reakcijų pavyzdžių yra degimas (deginimas), oksidacijos reakcijos (rūdijimas) ir neutralizavimo reakcijos tarp rūgščių ir šarmų. Daugelis kasdienių daiktų, tokių kaip rankų šildytuvai ir kavos bei kitų karštų gėrimų skardinės, veikia egzotermiškai.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Norėdami apskaičiuoti šilumos kiekį, išsiskiriantį cheminės reakcijos metu, naudokite lygtį Q = mc ΔT, kur Klausimas yra perduota šilumos energija (džauliais), m yra šildomo skysčio masė (kilogramais), c yra savitoji skysčio šiluminė talpa (džaulis kilogramui Celsijaus laipsnių) ir ΔT yra skysčio temperatūros pokytis (laipsniai Celsijaus).
Skirtumas tarp šilumos ir temperatūros
Svarbu atsiminti, kad temperatūra ir šiluma nėra tas pats. Temperatūra yra matas, kaip kažkas yra karštas, matuojamas Celsijaus laipsniais arba Farenheito laipsniais, o
Kai šilumos energija perduodama į objektą, jos temperatūros padidėjimas priklauso nuo:
- objekto masės
- medžiaga, iš kurios padarytas daiktas
- objektui pritaikyto energijos kiekio
Kuo daugiau šilumos energijos perduodama į objektą, tuo labiau padidėja jo temperatūra.
Specifinė šilumos talpa
Specifinė šilumos talpa (c) medžiagos kiekis yra energijos kiekis, reikalingas 1 kg medžiagos temperatūrai pakeisti 1 temperatūros vienetu. Skirtingų medžiagų savitoji šiluminė talpa skiriasi, pavyzdžiui, vandens savitoji šiluminė galia yra 4 181 džauliai / kg laipsnių C, deguonies savitasis šiluminis pajėgumas yra 918 džaulių / kg laipsnių C, o švino savitasis šiluminis pajėgumas - 128 džaulių / kg. laipsnių C.
Šilumos energijos skaičiuoklė
Norėdami apskaičiuoti energiją, reikalingą žinomos medžiagos masės temperatūrai pakelti, naudokite specifinę šilumos formulę:
Q = m × c × ΔT
Klausimas yra energija, perduota džauliais, m yra medžiagų masė kg, c yra savitasis šilumos tūris J / kg C laipsnių, ir ΔT yra temperatūros pokytis C laipsniais pagal konkrečią šilumos formulę.
Skleidžiama šiluma skaičiuoklė
Įsivaizduokite, kad 100 g rūgšties buvo sumaišyta su 100 g šarmų, todėl temperatūra pakilo nuo 24 iki 32 laipsnių C.
Rūgšties ir šarmo neutralizavimo reakcijos lygtį galima sumažinti iki:
H+ + OH- -> H2O
Naudojama formulė: Q = mc ∆T
Mišios = m = 100 g + 100 g / 1000 g / kg = 0,2 g (vienas reikšmingas skaičius)
Savitoji vandens šiluminė talpa = c = 4,186 J / kg laipsnių C
Temperatūros pokytis = ΔT = 24 laipsniai C - 32 laipsniai C = -8 laipsniai C
Klausimas = (0,2 kg) (4 186 J / kg C laipsnių) (-8 laipsnių C)
Q = -6 688 J, o tai reiškia, kad išsiskiria 6688 džauliai.