Molarna toplotna zmogljivost je količina toplote, ki jo je treba dodati, da se zviša 1 mol (mol) snovi, da se njena temperatura zviša za eno stopinjo (bodisi Celzija bodisi Kelvina). Molarno toplotno zmogljivost lahko najdemo z uporabo formule molarne toplotne kapacitete, ki zahteva odvzem specifične toplote in njeno množenje z molsko maso.
Formula molarne toplotne kapacitete je prikazana spodaj:
Kakšna je specifična toplota? The Specifična toplota tekočine je količina toplote, ki jo je treba dodati 1 gramu tekočine, da se temperatura zviša za eno stopinjo (bodisi Celzija bodisi Kelvina). Večja kot je toplotna zmogljivost, več toplote je potrebno za povišanje temperature.
The toplotna zmogljivost je bolj splošen kot kateri koli od zgornjih izrazov. Predstavlja količino toplote, ki je potrebna za dvig temperature določene količine snovi za eno stopinjo.
Kaj je specifična vročina vode?
Specifična toplota vode je 4,18 J / g-K. Pomembno je opozoriti na enote: Jouli so za energijo ali toploto. Kelvin je namenjen stopnjevanju povečanja toplote. Na koncu je g za navedeno količino snovi.
Kolikšna je molarna toplotna zmogljivost vode?
Ne pozabite, da je molska toplotna sposobnost snovi toplotna zmogljivost 1 mola snovi. To pomeni, da morate v enote namesto gramov vključiti mol.
Namesto gramov morate pretvoriti v mol. To zahteva uporabo formule molarne toplotne kapacitete. To pomeni, da potrebujete specifično toploto vode in molsko maso vode. Molska masa vode je 18,0 g / mol.
Če to pomnožimo, dobimo:
Izračun molarne toplotne kapacitete
Na splošno, da bi našli molarno toplotno sposobnost spojine ali elementa, preprosto pomnožite specifično toploto z molsko maso.
Na primer, specifična toplota metana (CH4) je 2,20 J / g-K. Za pretvorbo v molsko toplotno zmogljivost lahko uporabite formulo molarne toplotne moči: Specifično toploto pomnožite z molsko maso metana. Molska masa metana je 16,04 J / g-K.
Če pomnožite zgoraj navedeno, dobite:
Koliko toplote je potrebno za zvišanje temperature snovi?
Za izračun količine toplote, ki je potrebna za dvig temperature določene količine snovi za določeno število stopinj, lahko uporabite naslednjo enačbo:
Tu je q toplota, n število molov, C molska toplotna zmogljivost in ΔT sprememba temperature.
Na primer: Koliko toplote je potrebno, da se temperatura 5 mol živega srebra (Hg) poveča za 10 K? Specifična toplota živega srebra je 27,8 J / mol-K.
Tako
n = 5 mol
C = 27,8 J / mol-K
ΔT = 10 K
q =?
Če to vključite v enačbo, dobite:
Količina toplote, potrebna za ogrevanje 5 mol Hg za 10 K, je:
To enačbo lahko uporabite tudi za iskanje molov snovi, če veste, koliko toplote je bila absorbirana.
Na primer: Veste, da je vzorec kalcijevega karbonata (CaCO3) je bila povišana za 5 K, absorbirana energija je znašala 550 J, molska toplotna kapaciteta pa 82 J / mol-K.
n =?
C = 82 J / mol-K
ΔT = 5 K
q = 550 J
To pomeni, da lahko prvotno enačbo preuredite tako, da namesto da bi rešili za q, ki ga že poznate, lahko rešite za n.
Zdaj priključite znane vrednosti:
Končno to pomeni, da je imel vzorec:
Ta enačba vam omogoča, da določite katero koli od štirih količin, glede na to, da imate ostale tri!