Dažas ķīmiskās reakcijas siltuma ietekmē atbrīvo enerģiju. Citiem vārdiem sakot, viņi nodod siltumu apkārtnei. Tie ir pazīstami kā eksotermisks reakcijas: "Exo" attiecas uz ārējo vai ārējo, un "termiskais" nozīmē siltumu.
Daži eksotermisko reakciju piemēri ietver sadegšanu (dedzināšanu), oksidēšanās reakcijas (rūsēšanu) un neitralizācijas reakcijas starp skābēm un sārmiem. Daudzas ikdienas lietas, piemēram, roku sildītāji un kafijas un citu karsto dzērienu pašsasilšanas kannas, piedzīvo eksotermiskas reakcijas.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Lai aprēķinātu ķīmiskās reakcijas laikā izdalītā siltuma daudzumu, izmantojiet vienādojumu Q = mc ΔT, kur J ir pārnestā siltuma enerģija (džoulos), m ir sildāmā šķidruma masa (kilogramos), c ir šķidruma īpatnējā siltuma jauda (džouli uz kilogramu grādu pēc Celsija), un ΔT ir šķidruma temperatūras izmaiņas (grādi pēc Celsija).
Atšķirība starp siltumu un temperatūru
Ir svarīgi atcerēties, ka temperatūra un siltums nav viens un tas pats. Temperatūra ir mērs tam, cik kaut kas ir karsts, mērot pēc Celsija grādiem vai pēc Fārenheita grādiem
Kad siltuma enerģija pāriet uz objektu, tā temperatūras paaugstināšanās ir atkarīga no:
- objekta masa
- viela, no kuras izgatavots objekts
- objektam pielietotās enerģijas daudzumu
Jo vairāk siltuma enerģijas tiek pārnesta uz objektu, jo lielāks ir tā temperatūras pieaugums.
Īpatnējā siltuma jauda
Īpatnējā siltuma jauda (c) vielas daudzums ir enerģijas daudzums, kas nepieciešams, lai 1 kg vielas temperatūru mainītu par 1 temperatūras vienību. Dažādām vielām ir atšķirīga īpatnējā siltuma jauda, piemēram, ūdens īpatnējā siltuma jauda ir 4181 džouls / kg grādi C, skābekļa īpatnējā siltuma jauda ir 918 džouli / kg grādu, bet svina īpatnējā siltuma jauda ir 128 džouli / kg. grādi C.
Siltuma enerģijas kalkulators
Lai aprēķinātu enerģiju, kas nepieciešama, lai paaugstinātu zināmas vielas masas temperatūru, izmantojat konkrēto siltuma formulu:
Q = m × c × ΔT
J ir džoulos pārnestā enerģija, m ir vielu masa kg, c ir īpatnējā siltuma jauda J / kg C °, un ΔT ir temperatūras izmaiņas grādos C īpašajā siltuma formulā.
Siltuma izdalīts kalkulators
Iedomājieties, 100 g skābes tika sajauktas ar 100 g sārma, kā rezultātā temperatūra paaugstinājās no 24 ° C līdz 32 ° C.
Neitralizācijas reakcijas vienādojumu starp skābi un sārmu var samazināt līdz:
H+ + OH- -> H2O
Izmantojamā formula: Q = mc ∆T
Masa = m = 100 g + 100 g / 1000 g uz kg = 0,2 g (viens nozīmīgs skaitlis)
Ūdens īpatnējā siltuma jauda = c = 4,186 J / kg grādi C
Temperatūras izmaiņas = ΔT = 24 grādi C - 32 grādi C = -8 grādi C
J = (0,2 kg) (4 186 J / kg grādi C) (-8 grādi C)
Q = -6 688 J, kas nozīmē, ka izdalās 6688 džouli.