inlärningsmål
- beräkna temperaturförändringen för ett ämne med tanke på dess värmekapacitet och den energi som används för att värma det
viktiga punkter
- värmekapacitet är förhållandet mellan mängden värmeenergi som överförs till ett objekt till den resulterande ökningen av dess temperatur.,
- molär värmekapacitet är ett mått på den mängd värme som krävs för att höja temperaturen hos en mol av en ren substans med en grad K.
- specifik värmekapacitet är ett mått på den mängd värme som krävs för att höja temperaturen på ett gram av en ren substans med en grad K.
termer
- värmekapacitetförmågan hos ett ämne för att absorbera värmeenergi; mängden värme som krävs för att höja temperaturen på en mol eller gram av ett ämne med en grad Celsius utan någon fasförändring.,
- specifik värmekapacitetmängden värme som måste tillsättas eller avlägsnas från en ämnes massa för att ändra temperaturen med en Kelvin.
värmekapacitet
värmekapacitet är en inneboende fysisk egenskap hos ett ämne som mäter den mängd värme som krävs för att ändra ämnets temperatur med en viss mängd. I det internationella systemet för enheter (SI) uttrycks värmekapaciteten i enheter av joules per kelvin (J\bullet K^{-1}). Värmekapacitet är en omfattande egenskap, vilket innebär att den är beroende av provets storlek/massa., Till exempel skulle ett prov som innehåller dubbelt så mycket ämne som ett annat prov kräva dubbelt så mycket värmeenergi (Q) för att uppnå samma temperaturförändring (\Delta T) som den som krävs för att ändra temperaturen för det första provet.
Molar och specifik värmekapacitet
det finns två härledda mängder som anger värmekapacitet som en intensiv egenskap (dvs. oberoende av storleken på ett prov) av ett ämne. De är:
- den molära värmekapaciteten, vilket är värmekapaciteten per mol av en ren substans., Molär värmekapacitet betecknas ofta CP, för att beteckna värmekapacitet under konstanta tryckförhållanden, liksom CV, för att beteckna värmekapacitet under konstanta volymförhållanden. Enheter med molär värmekapacitet är \ frac{J}{K \ bullet mol}.
- den specifika värmekapaciteten, ofta helt enkelt kallad specifik värme, vilket är värmekapaciteten per enhetsmassa av en ren substans. Detta betecknas cP och cV och dess enheter ges i \ frac{J}{g \ bullet k}.,
värme, entalpi och temperatur
med tanke på den molära värmekapaciteten eller den specifika värmen för ett rent ämne är det möjligt att beräkna den mängd värme som krävs för att höja/sänka ämnets temperatur med en given mängd. Följande två formler gäller:
q=mc_p\Delta t
q=Nc_p\Delta t
i dessa ekvationer är M ämnets massa i gram (används vid beräkning med specifik värme) och n är antalet mol av ämne (används vid beräkning med molär värmekapacitet).,
exempel
vi får den molära värmekapaciteten hos vatten, så vi måste konvertera den givna massan av vatten till mol:
\text{36 gram}\gånger \frac{\text{1 mol }H_2O}{\text{18 g}}=\text{2.0 mol }H_2O
Nu kan vi ansluta våra värden till formeln som relaterar värme-och värmekapacitet:
q=nc_p\delta t
q=(2.0\;\text{mol})\left(75.,2\;\frac{J}{mol\bullet K}\right)(10\;K)
q=1504\; J