Molárna tepelná kapacita je množstvo tepla, ktoré sa musí pridať na zvýšenie 1 molu (mol) látky, aby sa zvýšila jej teplota o jeden stupeň (Celzia alebo Kelvin). Molárnu tepelnú kapacitu je možné zistiť pomocou vzorca molárnej tepelnej kapacity, ktorý vyžaduje odobranie špecifického tepla a jeho vynásobenie molárnou hmotnosťou.
Vzorec molárnej tepelnej kapacity je uvedený nižšie:
Aké je špecifické teplo? The špecifické teplo kvapaliny je množstvo tepla, ktoré sa musí pridať k 1 gramu kvapaliny, aby sa zvýšila jej teplota o jeden stupeň (Celzia alebo Kelvin). Čím vyššia je tepelná kapacita, tým viac tepla sa vyžaduje na zvýšenie teploty.
The tepelná kapacita je všeobecnejšia ako ktorýkoľvek z vyššie uvedených výrazov. Predstavuje množstvo tepla potrebné na zvýšenie teploty daného množstva látky o jeden stupeň.
Aké je špecifické teplo vody?
Merné teplo vody je 4,18 J / g-K. Je dôležité si uvedomiť jednotky: Jouly slúžia na energiu alebo teplo. Kelvin je určený na zvýšenie stupňa tepla. Nakoniec, g je pre uvedené množstvo látky.
Aká je molárna tepelná kapacita vody?
Pamätajte, že molárna tepelná kapacita látky je tepelná kapacita 1 molu látky. To znamená, že v jednotkách by ste namiesto gramov mali uviesť mol.
Namiesto gramov musíte previesť na mol. To si vyžaduje použitie vzorca molárnej tepelnej kapacity. To znamená, že potrebujete merné teplo vody a molárnu hmotnosť vody. Molárna hmotnosť vody je 18,0 g / mol.
Znásobením toho získate:
Výpočet molárnej tepelnej kapacity
Všeobecne platí, že na zistenie molárnej tepelnej kapacity zlúčeniny alebo prvku jednoducho vynásobíte špecifické teplo molárnou hmotnosťou.
Napríklad merné teplo metánu (CH4) je 2,20 J / g-K. Na premenu na molárnu tepelnú kapacitu môžete použiť vzorec molárnej tepelnej kapacity: Vynásobte špecifické teplo molárnou hmotnosťou metánu. Molárna hmotnosť metánu je 16,04 J / g-K.
Vynásobením uvedeného spolu získate:
Koľko tepla je potrebné na zvýšenie teploty látky?
Na výpočet, koľko tepla je potrebné na zvýšenie teploty daného množstva látky o daný počet stupňov, môžete použiť nasledujúcu rovnicu:
Tu q je teplo, n je počet mol, C je molárna tepelná kapacita a ΔT je zmena teploty.
Napríklad: Koľko tepla je potrebné na zvýšenie teploty 5 mol ortuti (Hg) o 10 K? Merné teplo ortuti je 27,8 J / mol-K.
Teda
n = 5 mol
C = 27,8 J / mol-K
ΔT = 10 K
q =?
Zapojením do rovnice získate:
Takže množstvo tepla potrebné na zohriatie 5 mol Hg na 10 K je:
Pomocou tejto rovnice môžete tiež zistiť počet mólov látky, ak viete, koľko tepla sa absorbovalo.
Napríklad: Viete, že vzorka uhličitanu vápenatého (CaCO3) sa zvýšil o 5 K, absorbovaná energia bola 550 J a molárna tepelná kapacita je 82 J / mol-K.
n =?
C = 82 J / mol-K
ΔT = 5 K.
q = 550 J
To znamená, že môžete zmeniť usporiadanie pôvodnej rovnice, takže namiesto riešenia pre q, ktoré už viete, môžete vyriešiť pre n.
Teraz pripojíme známe hodnoty:
Nakoniec to znamená, že vzorka mala:
Táto rovnica vám umožňuje určiť ktorúkoľvek zo štyroch veličín, ak máte ďalšie tri!