Niektoré chemické reakcie uvoľňujú energiu teplom. Inými slovami, odovzdávajú teplo svojmu okoliu. Tieto sú známe ako exotermické reakcie: „Exo“ sa vzťahuje na vonkajšie alebo vonkajšie a „termické“ znamená teplo.
Niektoré príklady exotermických reakcií zahŕňajú spaľovanie (horenie), oxidačné reakcie (hrdzavenie) a neutralizačné reakcie medzi kyselinami a zásadami. Mnoho vecí každodennej potreby, ako sú ohrievače rúk a samozohrievacie plechovky na kávu a iné teplé nápoje, prechádzajú exotermickými reakciami.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Na výpočet množstva tepla uvoľneného pri chemickej reakcii použite rovnicu Q = mc ΔT, kde Q je odovzdaná tepelná energia (v jouloch), m je hmotnosť ohrievanej kvapaliny (v kilogramoch), c je špecifická tepelná kapacita kvapaliny (joule na kilogram stupňov Celzia) a ΔT je zmena teploty kvapaliny (stupne Celzia).
Rozdiel medzi teplom a teplotou
Je dôležité mať na pamäti, že teplota a teplo nie sú to isté. Teplota je miera toho, ako je niečo horúce, meraná v stupňoch Celzia alebo Fahrenheita
Keď sa tepelná energia prenáša na objekt, jeho zvýšenie teploty závisí od:
- hmotnosť objektu
- látka, z ktorej je predmet vyrobený
- množstvo energie aplikovanej na objekt
Čím viac tepelnej energie sa na objekt prenesie, tým väčší je jeho nárast teploty.
Špecifická tepelná kapacita
Merná tepelná kapacita (c) látky je množstvo energie potrebné na zmenu teploty 1 kg látky o 1 jednotku teploty. Rôzne látky majú rôzne špecifické tepelné kapacity, napríklad voda má špecifickú tepelnú kapacitu 4 181 joulov / kg stupňov C, kyslík má špecifickú tepelnú kapacitu 918 joulov / kg stupňov C a olovo má špecifickú tepelnú kapacitu 128 joulov / kg. stupňov C.
Kalkulačka tepelnej energie
Na výpočet energie potrebnej na zvýšenie teploty známej hmotnosti látky sa použije vzorec špecifického tepla:
Q = m × c × ΔT
Q je energia prenášaná v jouloch, m je hmotnosť látok v kg, c je špecifická tepelná kapacita v J / kg stupňov C a ΔT je zmena teploty v stupňoch C vo vzorci špecifického tepla.
Kalkulačka uvoľňovania tepla
Predstavte si, že 100 g kyseliny sa zmiešalo so 100 g zásady, čo malo za následok zvýšenie teploty z 24 ° C na 32 ° C.
Rovnicu pre neutralizačnú reakciu medzi kyselinou a zásadou možno znížiť na:
H+ + OH- -> H2O
Vzorec, ktorý sa má použiť: Q = mc ∆T
Omša = m = 100 g + 100 g / 1 000 g na kg = 0,2 g (jedna platná číslica)
Merná tepelná kapacita vody = c = 4 186 J / kg stupňov C.
Zmena teploty = ΔT = 24 stupňov C - 32 stupňov C = -8 stupňov C
Q = (0,2 kg) (4 186 J / kg stupňov C) (-8 stupňov C)
Q = -6 688 J, čo znamená, že sa uvoľní 6 688 joulov tepla.