Capacitatea de căldură molară este cantitatea de căldură care trebuie adăugată pentru a crește 1 mol (mol) dintr-o substanță pentru a-i crește temperatura cu un grad (fie Celsius, fie Kelvin). Capacitatea de căldură molară poate fi găsită utilizând formula capacității de căldură molară care necesită preluarea căldurii specifice și înmulțirea acesteia cu masa molară.
Formula capacității de căldură molară este prezentată mai jos:
Care este căldura specifică? căldura specifică de lichid este cantitatea de căldură care trebuie adăugată la 1 gram de lichid pentru a-i crește temperatura cu un grad (fie Celsius, fie Kelvin). Cu cât este mai mare capacitatea de căldură, cu atât este necesară mai multă căldură pentru a crește temperatura.
capacitate termică este mai general decât oricare dintre termenii de mai sus. Reprezintă cantitatea de căldură necesară pentru a crește temperatura unei cantități date de substanță cu un grad.
Care este căldura specifică a apei?
Căldura specifică a apei este de 4,18 J / g-K. Este important să rețineți unitățile: Joule sunt pentru energie sau căldură. Kelvin este pentru creșterea gradului de căldură. În cele din urmă, g este pentru cantitatea declarată de substanță.
Care este capacitatea de căldură molară a apei?
Amintiți-vă, capacitatea de căldură molară a unei substanțe este capacitatea de căldură a 1 mol dintr-o substanță. Aceasta înseamnă că în unități ar trebui să includeți mol în loc de grame.
În loc de grame, trebuie să vă convertiți în mol. Acest lucru necesită utilizarea formulei de capacitate termică molară. Asta înseamnă că aveți nevoie de căldura specifică a apei și de masa molară a apei. Masa molară a apei este de 18,0 g / mol.
Înmulțind asta împreună, veți obține:
Calculul capacității de căldură molare
În general, pentru a găsi capacitatea de căldură molară a unui compus sau element, înmulțiți pur și simplu căldura specifică cu masa molară.
De exemplu, căldura specifică a metanului (CH4) este 2,20 J / g-K. Pentru a converti în capacitatea de căldură molară puteți utiliza formula capacității de căldură molară: Înmulțiți căldura specifică cu masa molară de metan. Masa molară a metanului este de 16,04 J / g-K.
Înmulțind cele de mai sus împreună veți obține:
Câtă căldură este necesară pentru creșterea temperaturii unei substanțe?
Pentru a calcula cantitatea de căldură necesară pentru a crește temperatura unei cantități date de substanță cu un număr dat de grade, puteți utiliza următoarea ecuație:
Aici, q este căldura, n este numărul de mol, C este capacitatea de căldură molară și ΔT este schimbarea temperaturii.
De exemplu: Câtă căldură este necesară pentru a crește temperatura a 5 mol de mercur (Hg) cu 10 K? Căldura specifică a mercurului este de 27,8 J / mol-K.
Prin urmare,
n = 5 mol
C = 27,8 J / mol-K
ΔT = 10 K
q =?
Conectarea la ecuație oferă:
Deci cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi 5 mol de Hg cu 10 K este:
De asemenea, puteți utiliza această ecuație pentru a găsi numărul de moli dintr-o substanță dacă știți câtă căldură a fost absorbită.
De exemplu: Știți că o probă de carbonat de calciu (CaCO3) a fost crescută cu 5 K, energia absorbită a fost de 550 J, iar capacitatea de căldură molară este de 82 J / mol-K.
n =?
C = 82 J / mol-K
ΔT = 5 K
q = 550 J
Aceasta înseamnă că puteți rearanja ecuația inițială astfel încât, în loc să rezolvați pentru q, pe care îl știți deja, puteți rezolva pentru n.
Acum, conectați valorile cunoscute:
În cele din urmă, aceasta înseamnă că eșantionul a avut:
Această ecuație vă permite să determinați oricare dintre cele patru cantități, având în vedere că aveți celelalte trei!