Den molare varmekapasiteten er den mengden varme som må tilsettes for å heve 1 mol (mol) av et stoff for å øke temperaturen en grad (enten Celsius eller Kelvin). Den molare varmekapasiteten kan bli funnet ved å bruke formelen for molar varmekapasitet som krever å ta den spesifikke varmen og multiplisere den med molmassen.
Formelen for molær varmekapasitet er vist nedenfor:
Hva er den spesifikke varmen? De spesifikk varme av en væske er mengden varme som må tilsettes 1 gram væske for å øke temperaturen en grad (enten Celsius eller Kelvin). Jo større varmekapasitet, jo mer varme kreves for å øke temperaturen.
De Varmekapasitet er mer generelt enn noen av vilkårene ovenfor. Den representerer mengden varme som kreves for å øke temperaturen til en gitt mengde av stoffet med en grad.
Hva er spesifikk vannvarme?
Den spesifikke varmen til vann er 4,18 J / g-K. Det er viktig å merke seg enhetene: Joule er for energi eller varme. Kelvin er for graden økning i varme. Til slutt er g for den oppgitte mengden av stoffet.
Hva er den molare varmekapasiteten til vann?
Husk at molarvarmekapasiteten til et stoff er varmekapasiteten til 1 mol av et stoff. Dette betyr at i enhetene bør du ta med mol i stedet for gram.
I stedet for gram, må du konvertere til mol. Dette krever bruk av formelen for molær varmekapasitet. Det betyr at du trenger den spesifikke varmen av vann og den molare massen av vann. Den molære massen av vann er 18,0 g / mol.
Ved å multiplisere det sammen får du:
Beregning av molar varmekapasitet
Generelt, for å finne den molare varmekapasiteten til en forbindelse eller et element, multipliserer du ganske enkelt den spesifikke varmen med den molare massen.
For eksempel den spesifikke metanvarmen (CH4) er 2,20 J / g-K. For å konvertere til molær varmekapasitet kan du bruke formelen for molar varmekapasitet: Multipliser den spesifikke varmen med molmassen av metan. Molmassen av metan er 16,04 J / g-K.
Ved å multiplisere det ovennevnte sammen får du:
Hvor mye varme kreves for å heve stoffets temperatur?
For å beregne hvor mye varme som trengs for å øke temperaturen til en gitt mengde av et stoff med et gitt antall grader, kan du bruke følgende ligning:
Her er q varmen, n er antall mol, C er den molare varmekapasiteten, og ΔT er temperaturendringen.
For eksempel: Hvor mye varme er nødvendig for å øke temperaturen på 5 mol kvikksølv (Hg) med 10 K? Den spesifikke kvikksølvvarmen er 27,8 J / mol-K.
Og dermed,
n = 5 mol
C = 27,8 J / mol-K
ΔT = 10 K
q =?
Å koble dette til ligningen gir:
Så mengden varme som kreves for å varme opp 5 mol Hg med 10 K er:
Du kan også bruke denne ligningen for å finne antall mol av et stoff hvis du vet hvor mye varme som ble absorbert.
For eksempel: Du vet at en prøve av kalsiumkarbonat (CaCO3) er økt med 5 K, den absorberte energien var 550 J, og den molare varmekapasiteten er 82 J / mol-K.
n =?
C = 82 J / mol-K
ΔT = 5 K
q = 550 J
Dette betyr at du kan omorganisere den opprinnelige ligningen slik at du i stedet for å løse for q, som du allerede vet, kan løse for n.
Nå kobler du til de kjente verdiene:
Til slutt betyr dette at prøven hadde:
Denne ligningen lar deg bestemme hvilken som helst av de fire mengdene, gitt at du har de andre tre!