Όταν 0,515g διφαινύλης C12H10 υφίσταται καύση σε θερμιδόμετρο βόμβας, η θερμοκρασία αυξάνεται από 25,9c σε 30,0circ C;

Ας σπάσουμε πώς να υπολογίσουμε τη θερμότητα καύσης για το διφαινύλιο χρησιμοποιώντας τις παρεχόμενες πληροφορίες.

Κατανόηση των εννοιών

* Θερμομετρία βόμβας: Αυτή η τεχνική μετρά τη θερμότητα που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης καύσης. Το θερμιδόμετρο βόμβας είναι ένα σφραγισμένο, μονωμένο δοχείο όπου συμβαίνει η αντίδραση. Η απελευθέρωση θερμότητας αυξάνει τη θερμοκρασία του νερού που περιβάλλει τη βόμβα.

* Χωρητικότητα θερμότητας: Η ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας μιας ουσίας κατά 1 βαθμού Κελσίου.

Υπολογισμοί

1. Προσδιορίστε την αλλαγή θερμοκρασίας:

* Δt =τελική θερμοκρασία - αρχική θερμοκρασία

* Δt =30,0 ° C - 25,9 ° C =4,1 ° C

2. Υπολογίστε τη θερμότητα που απορροφάται από το θερμιδόμετρο:

* Πρέπει να γνωρίζουμε τη θερμική ικανότητα του θερμιδομέτρου (που συχνά παρέχεται στο πρόβλημα). Ας υποθέσουμε ότι η θερμική ικανότητα του θερμιδομέτρου είναι «C» (σε J/° C).

* Θερμότητα που απορροφάται από το θερμιδόμετρο (q) =c * Δt

3. Υπολογίστε τη θερμότητα καύσης ανά γραμμάριο:

* Η θερμότητα που απορροφάται από το θερμιδόμετρο είναι ίση με τη θερμότητα που απελευθερώνεται από την καύση του διφαινύλης.

* Θερμότητα καύσης (q) =c * Δt

* Θερμότητα καύσης ανά γραμμάριο =q / μάζα διφαινύλιο

* Θερμότητα καύσης ανά γραμμάριο =(C * Δt) / 0,515 g

4. Υπολογίστε τη θερμότητα καύσης ανά mole:

* Μοριακή μάζα διφαινύλης (C12H10) =154,21 g/mol

* Θερμότητα καύσης ανά mole =(θερμότητα καύσης ανά γραμμάριο) * (μοριακή μάζα διφαινύλης)

* Θερμότητα καύσης ανά mole =((c * δt) / 0.515 g) * (154.21 g / mol)

Σημαντικές σημειώσεις

* Θερμική ικανότητα του θερμιδομετρητή (c): Χρειάζεστε τη θερμική ικανότητα του συγκεκριμένου θερμιδομέτρου που χρησιμοποιείται στο πείραμα για να ολοκληρώσετε τον υπολογισμό. Αυτή η τιμή παρέχεται συνήθως στη δήλωση προβλήματος.

* Μονάδες: Βεβαιωθείτε ότι οι μονάδες σας είναι συνεπείς. Χρησιμοποιήσαμε joules (j) για θερμότητα και γραμμάρια (g) για τη μάζα.

Παράδειγμα

Ας υποθέσουμε ότι η θερμική ικανότητα του θερμιδομετρητή (C) είναι 5,00 kJ/° C (5000 J/° C):

* Θερμότητα καύσης (q):

* Q =5000 J/° C * 4.1 ° C =20500 J =20,5 kJ

* Θερμότητα καύσης ανά γραμμάριο:

* Θερμότητα καύσης ανά γραμμάριο =20,5 kJ / 0,515 g =39,8 kJ / g

* Θερμότητα καύσης ανά mole:

* Θερμότητα καύσης ανά mole =39,8 kJ/g * 154,21 g/mol =6140 kJ/mol

Επομένως, η θερμότητα καύσης διφαινύλης είναι περίπου 6140 kJ/mol (υποθέτοντας ότι η θερμική ικανότητα του θερμιδομετρητή είναι 5,00 kJ/° C)