Vissa kemiska reaktioner frigör energi genom värme. Med andra ord överför de värme till sin omgivning. Dessa är kända som exotermiska reaktioner: ”Exo” hänför sig till yttre eller yttre, och ”termisk” betyder värme.
Hur man beräknar mängden värme som frigörs
Några exempel på exoterma reaktioner inkluderar förbränning (bränning), oxidationsreaktioner (rostning) och neutraliseringsreaktioner mellan syror och alkalier. Många vardagliga föremål som handvärmare och självuppvärmande burkar för kaffe och andra varma drycker genomgår exoterma reaktioner.
TL;DR (för lång; läste inte)
För att beräkna mängden värme som frigörs i en kemisk reaktion, använd ekvationen Q = mc ΔT, där Q
är värmeenergin som överförs (i joule), m är massan av vätskan som värms upp (i kilogram), c är vätskans specifika värmekapacitet (joule per kilogram grader Celsius) och ΔT är förändringen i temperaturen hos vätska (grader Celsius).
Skillnaden mellan värme och temperaturDet är viktigt att komma ihåg att temperatur och värme inte är samma sak. Temperature är ett mått på hur varmt något är, mätt i grader Celsius eller grader Fahrenheit, medan värme är ett mått på den termiska energin som finns i ett föremål mätt i joule.
När värmeenergi överförs till ett objekt, dess temperatur ökning beror på:
objektets massa
ämnet föremålet är gjord avmängden energi som appliceras på objektet
Ju mer värmeenergi som överförs till ett föremål, desto större ökar dess temperatur.
Specifik värmekapacitet
Den specifika värmekapaciteten (c) av ett ämne är mängden energi som behövs för att ändra temperaturen på 1 kg av ämnet med 1 enhet temperatur. Olika ämnen har olika specifik värmekapacitet, till exempel har vatten en specifik värmekapacitet på 4 181 joule/kg grader C, syre har en specifik värmekapacitet på 918 joule/kg grader C och bly har en specifik värmekapacitet på 128 joule/ kg grader C.
VärmeenergiberäknareFör att beräkna energin som krävs för att höja temperaturen hos en känd massa av ett ämne, använder du den specifika värmeformeln:
Q = m × c × ΔT
Q är energin som överförs i joule, m är ämnenas massa i kg, c är den specifika värmekapaciteten i J/kg grader C, och ΔT
Det är viktigt att komma ihåg att temperatur och värme inte är samma sak. Temperature är ett mått på hur varmt något är, mätt i grader Celsius eller grader Fahrenheit, medan värme är ett mått på den termiska energin som finns i ett föremål mätt i joule.
När värmeenergi överförs till ett objekt, dess temperatur ökning beror på:
objektets massa
ämnet föremålet är gjord av
mängden energi som appliceras på objektet
Ju mer värmeenergi som överförs till ett föremål, desto större ökar dess temperatur.
Specifik värmekapacitet
Den specifika värmekapaciteten (c) av ett ämne är mängden energi som behövs för att ändra temperaturen på 1 kg av ämnet med 1 enhet temperatur. Olika ämnen har olika specifik värmekapacitet, till exempel har vatten en specifik värmekapacitet på 4 181 joule/kg grader C, syre har en specifik värmekapacitet på 918 joule/kg grader C och bly har en specifik värmekapacitet på 128 joule/ kg grader C.
För att beräkna energin som krävs för att höja temperaturen hos en känd massa av ett ämne, använder du den specifika värmeformeln:
Q = m × c × ΔT
Q är energin som överförs i joule, m är ämnenas massa i kg, c är den specifika värmekapaciteten i J/kg grader C, och ΔT
är temperaturförändringen i grader C i den specifika värmeformeln.
Värmefrigöringsräknare
Föreställ dig att 100 g av en syra blandades med 100 g av en alkali, vilket resulterade i att temperaturen ökade från 24 grader C till 32 grader C.
Ekvationen för en neutralisationsreaktion mellan en syra och en alkali kan reduceras till:
H
+
+ OH– –> H2O
Formeln som ska användas : Q = mc ∆T
Mass = m = 100 g + 100 g / 1000 g per kg = 0,2 g (en signifikant siffra)
Specifik h ätkapacitet av vatten = c = 4 186 J/kg grader C
Temperaturförändring = ΔT = 24 grader C – 32 grader C = -8 grader C
Q = (0,2 kg) (4 186 J/kg grader C) (-8 grader C )
Q = -6 688 J, vilket betyder att 6 688 joule värme frigörs.
