Den molära värmekapaciteten är den mängd värme som måste tillsättas för att höja 1 mol (mol) av ett ämne för att höja temperaturen en grad (antingen Celsius eller Kelvin). Den molära värmekapaciteten kan hittas med hjälp av formeln för molär värmekapacitet som kräver att man tar den specifika värmen och multiplicerar den med molmassan.
Formeln för molär värmekapacitet visas nedan:
Vad är den specifika värmen? De specifik värme av en vätska är den mängd värme som måste tillsättas 1 gram vätska för att höja temperaturen en grad (antingen Celsius eller Kelvin). Ju större värmekapacitet, desto mer värme krävs för att höja temperaturen.
De värmekapacitet är mer allmänt än någon av villkoren ovan. Den representerar mängden värme som krävs för att höja temperaturen för en viss mängd av ämnet med en grad.
Vad är den specifika vattenvärmen?
Den specifika värmen på vatten är 4,18 J / g-K. Det är viktigt att notera enheterna: Joule är för energi eller värme. Kelvin är för graden ökning av värme. Slutligen är g för den angivna mängden av ämnet.
Vad är molär värmekapacitet för vatten?
Kom ihåg att den molära värmekapaciteten för ett ämne är värmekapaciteten för 1 mol av ett ämne. Detta innebär att i enheterna bör du inkludera mol istället för gram.
I stället för gram måste du konvertera till mol. Detta kräver användning av molär värmekapacitetsformel. Det betyder att du behöver den specifika värmen av vatten och molmassan av vatten. Molmassan av vatten är 18,0 g / mol.
Att multiplicera det tillsammans får du:
Beräkning av molär värmekapacitet
Generellt, för att hitta den molära värmekapaciteten för en förening eller ett element, multiplicerar du helt enkelt den specifika värmen med molmassan.
Till exempel den specifika metanvärmen (CH4) är 2,20 J / g-K. För att konvertera till molär värmekapacitet kan du använda formeln för molär värmekapacitet: Multiplicera den specifika värmen med molmassan av metan. Molmassan av metan är 16,04 J / g-K.
Genom att multiplicera ovanstående får du:
Hur mycket värme krävs för att höja ämnets temperatur?
För att beräkna hur mycket värme som behövs för att höja temperaturen för en viss mängd av ett ämne med ett givet antal grader kan du använda följande ekvation:
Här är q värmen, n är antalet mol, C är molär värmekapacitet och AT är temperaturförändringen.
Till exempel: Hur mycket värme behövs för att öka temperaturen på 5 mol kvicksilver (Hg) med 10 K? Den specifika kvicksilvervärmen är 27,8 J / mol-K.
Således,
n = 5 mol
C = 27,8 J / mol-K
AT = 10 K
q =?
Att ansluta detta till ekvationen ger:
Så mängden värme som krävs för att värma 5 mol Hg med 10 K är:
Du kan också använda denna ekvation för att hitta antalet mol av ett ämne om du vet hur mycket värme som absorberades.
Till exempel: Du vet att ett prov av kalciumkarbonat (CaCO3) har höjts med 5 K, den absorberade energin var 550 J och den molära värmekapaciteten är 82 J / mol-K.
n =?
C = 82 J / mol-K
AT = 5 K
q = 550 J
Detta innebär att du kan ordna om den ursprungliga ekvationen så att du istället för att lösa q, som du redan känner, kan lösa för n.
Anslut nu de kända värdena:
Slutligen betyder detta att provet hade:
Denna ekvation låter dig bestämma någon av de fyra kvantiteterna, med tanke på att du har de andra tre!