Lämmön määrä lämmityksen ja jäähdytyksen aikana on kaava. Lämpömäärä

1. Sisäisen energian muutoksella tekemällä työtä on ominaista työn suuruus, ts. työ on mitta sisäisen energian muutokselle tietyssä prosessissa. Kehon sisäisen energian muutokselle lämmönsiirron aikana on tunnusomaista arvo, jota kutsutaan lämmön määrä.

Lämpömääräksi kutsutaan kehon sisäisen energian muutosta lämmönsiirtoprosessissa tekemättä työtä.

Lämpömäärää merkitään kirjaimella \\ (Q \\). Koska lämmön määrä on sisäisen energian muutosten mitta, sen yksikkö on joule (1 J).

Kun tietty määrä lämpöä siirretään vartaloon suorittamatta työtä, sen sisäinen energia kasvaa, jos vartalo luovuttaa tietyn määrän lämpöä, sen sisäinen energia vähenee.

2. Jos kaatat kaksi identtistä astiaa yhteen 100 g vettä ja toiseen 400 g samassa lämpötilassa ja laitat ne samaan polttimeen, niin vesi kiehuu aikaisemmin ensimmäisessä astiassa. Siten mitä suurempi kehon massa on, sitä enemmän lämpöä se tarvitsee lämmitykseen. Sama asia jäähdytyksellä: suuremman massan runko antaa jäähtyessään enemmän lämpöä. Nämä rungot on valmistettu samasta aineesta ja niitä kuumennetaan tai jäähdytetään samalla määrällä asteita.

​3. Jos lämmität nyt 100 g vettä 30 - 60 ° C, ts. 30 ° C: ssa ja sitten 100 ° C: seen, ts. 70 ° C: n lämpötilassa, niin ensimmäisessä tapauksessa lämpeneminen vie vähemmän aikaa kuin toisessa, ja vastaavasti vähemmän lämpöä käytetään veden lämmitykseen 30 ° C: ssa kuin veden lämmitykseen 70 ° C: ssa. Siten lämmön määrä on suoraan verrannollinen lopullisen \\ ((t_2 \\, ^ \\ ympyrän C) \\) ja alkuperäisen ((t_1 \\, ^ \\ ympyrän C) \\) lämpötilojen eroon: \\ (Q \\ sim (t_2- t_1) \\).

4. Jos nyt kaada 100 g vettä yhteen astiaan ja kaada vähän vettä toiseen samantyyppiseen astiaan ja laita siihen metallirunko, jonka massa ja vesimassa ovat 100 g, ja lämmitä astiat samoilla laattoilla, voit huomata, että astiassa, jossa on vain vettä, lämpötila on alhaisempi kuin siinä, jossa on vettä ja metallirunko. Siksi, jotta sisällön lämpötila molemmissa säiliöissä olisi sama, veden on siirrettävä enemmän lämpöä kuin vesi ja metallirunko. Siksi kehon lämmittämiseen tarvittava lämpömäärä riippuu aineesta, josta tämä ruumis on valmistettu.

5. Kehon lämmittämiseen tarvittavan lämpömäärän riippuvuus aineen tyypistä on ominaista fyysiselle määrälle, jota kutsutaan aineen ominaislämpö.

Fyysistä määrää, joka on yhtä suuri kuin lämmön määrä, joka on ilmoitettava 1 kg aineesta sen lämmittämiseksi 1 ° C: ssa (tai 1 K), kutsutaan aineen ominaislämpöksi.

Sama lämpömäärä antaa 1 kg ainetta jäähdytettynä 1 ° C: lla.

Ominaislämpö merkitään kirjaimella \\ (c \\). Yksikkökohtainen lämpö on 1 J / kg ° C tai 1 J / kg K.

Aineiden ominaislämpö määritetään kokeellisesti. Nesteillä on suurempi ominaislämpökapasiteetti kuin metalleilla; vedellä on suurin ominaislämpö, \u200b\u200bkullalla on hyvin pieni ominaislämpö.

Lyijyn ominaislämpökapasiteetti on 140 J / kg ° C. Tämä tarkoittaa, että jotta voidaan lämmittää 1 kg lyijyä 1 ° C: n lämpötilassa, on tarpeen käyttää lämpöä 140 J. Sama määrä lämpöä vapautuu, kun 1 kg vettä jäähdytetään 1 ° C: seen.

Koska lämmön määrä on yhtä suuri kuin kehon sisäisen energian muutos, voidaan sanoa, että ominaislämpö osoittaa, kuinka paljon 1 kg aineen sisäinen energia muuttuu, kun sen lämpötila muuttuu 1 ° C. Erityisesti 1 kg lyijyn sisäinen energia kasvaa 140 J: lla, kun sitä lämmitetään 1 ° C: lla, ja pienenee 140 J: lla, kun se jäähdytetään.

Lämpömäärä \\ (Q \\), joka tarvitaan massakappaleen (m \\) lämmittämiseen lämpötilasta \\ ((t_1 \\, ^ \\ ympyrä C) \\) lämpötilaan \\ ((t_2 \\, ^ \\ ympyrä C) \\) on yhtä suuri kuin aineen ominaislämmön, kehon massan ja lopullisen ja alkuperäisen lämpötilan välinen erotus, ts.

\\ [Q \u003d cm (t_2 () ^ \\ Circ-t_1 () ^ \\ Circ) \\]

Samaa kaavaa käyttämällä lasketaan myös lämpömäärä, jonka kehon vapauttaa jäähtyessään. Vain tässä tapauksessa lopullinen lämpötila tulisi ottaa pois alkuperäisestä lämpötilasta, ts. vähennä alempi korkeammasta lämpötilasta.

6. Esimerkki ongelmanratkaisusta. Lasiun, joka sisälsi 200 g vettä 80 ° C: n lämpötilassa, kaadettiin 100 g vettä 20 ° C: n lämpötilassa. Sen jälkeen astiaan asetettiin 60 ° C: n lämpötila. Kuinka paljon lämpöä kylmä vesi sai ja antoi kuumaa vettä?

Ratkaisessasi ongelmaa sinun on suoritettava seuraava toimintasarja:

1. kirjoita lyhyesti ongelman tila;
2. käännä arvojen arvot SI: nä;
3. analysoida ongelmaa, selvittää, mitkä elimet osallistuvat lämmönsiirtoon, mitkä elimet antavat energiaa ja mitkä vastaanottavat;
4. ratkaisemaan ongelma yleisesti;
5. suorittaa laskelmat;
6. analysoi saatu vastaus.

1. Tehtävä.

Ottaen huomioon:
\\ (M_1 \\) \u003d 200 g
\\ (M_2 \\) \u003d 100 g
\\ (T_1 \\) \u003d 80 ° C
\\ (T_2 \\) \u003d 20 ° C
\\ (T \\) \u003d 60 ° C
______________

\\ (Q_1 \\) -? \\ (Q_2 \\) -?
\\ (C_1 \\) \u003d 4200 J / kg ° C

2. SI: \\ (M_1 \\) \u003d 0,2 kg; \\ (M_2 \\) \u003d 0,1 kg.

3. Tehtävien analyysi. Tehtävä kuvaa kuuman ja kylmän veden lämmönvaihtoprosessia. Kuuma vesi erottaa lämmön määrän \\ (Q_1 \\) ja jäähtyy lämpötilasta \\ (t_1 \\) lämpötilaan \\ (t \\). Kylmä vesi vastaanottaa määrän lämpöä \\ (Q_2 \\) ja lämpenee lämpötilasta \\ (t_2 \\) lämpötilaan \\ (t \\).

4. Yleinen ratkaisu ongelmaan. Kuuman veden aiheuttama lämmön määrä lasketaan kaavalla: \\ (Q_1 \u003d c_1m_1 (t_1-t) \\).

Kylmällä vedellä saatu lämmön määrä lasketaan kaavalla: \\ (Q_2 \u003d c_2m_2 (t-t_2) \\).

5. laskelmat.
\\ (Q_1 \\) \u003d 4200 J / kg · ° С · 0,2 kg · 20 ° С \u003d 16800 J
\\ (Q_2 \\) \u003d 4200 J / kg · ° С · 0,1 kg · 40 ° С \u003d 16800 J

6. Vastauksessa saatiin, että kuuman veden antama lämmön määrä on yhtä suuri kuin kylmän veden vastaanottama lämmön määrä. Tässä tapauksessa tarkasteltiin idealisoitua tilannetta eikä otettu huomioon, että tietty määrä lämpöä käytettiin lasin, jossa oli vettä, ja ympäröivän ilman lämmittämiseen. Todellisuudessa kuuman veden lähettämä lämmön määrä on suurempi kuin kylmän veden vastaanottama lämmön määrä.

Osa 1

1. Hopean ominaislämpökapasiteetti on 250 J / (kg ° C). Mitä tämä tarkoittaa?

1) jäähdytettäessä 1 kg hopeaa 250 ° C: ssa lämmön määrä 1 J
2) jäähdytettäessä 250 kg hopeaa 1 ° C: ssa lämmön määrä 1 J
3) jäähdytettäessä 250 kg hopeaa lämpötilassa 1 ° C absorboituneen lämmön määrä on 1 J
4) jäähdytettäessä 1 kg hopeaa lämpötilassa 1 ° C vapautuu lämpöä 250 J

2. Sinkin ominaislämpökapasiteetti on 400 J / (kg ° C). Se tarkoittaa sitä

1) kuumennettaessa 1 kg sinkkiä 400 ° C: ssa, sen sisäinen energia kasvaa 1 J: lla
2) kuumennettaessa 400 kg sinkkiä 1 ° C: ssa, sen sisäinen energia kasvaa 1 J: lla
3) 400 kg sinkin lämmittämiseksi 1 ° C: ssa on tarpeen kuluttaa 1 J energiaa
4) kuumennettaessa 1 kg sinkkiä 1 ° C: ssa, sen sisäinen energia kasvaa 400 J

3. Kun kiinteä aine, jonka massa \\ (m \\) siirtyi lämmön määrään ((Q)), kehon lämpötila nousi \\ (\\ Delta t ^ \\ Circ \\). Mikä seuraavista lauseista määrittää tämän kehon aineen ominaislämpökapasiteetin?

1) ​\\ (\\ frac (m \\ Delta t ^ \\ piiri) (Q) \\)​
2) \\ (\\ frac (Q) (m \\ Delta t ^ \\ ympyrä) \\)​
3) \\ (\\ frac (Q) (\\ Delta t ^ \\ piiri) \\)
4) \\ (Qm \\ Delta t ^ \\ piiri \\)

4. Kuvassa on esitetty graafinen esitys lämmön määrästä, joka tarvitaan kahden saman massan kappaleen (1 ja 2) lämmittämiseen lämpötilassa. Vertaa niiden aineiden ominaislämpöä (\\ (c_1 \\) ja \\ (c_2 \\)), joista nämä elimet ovat tehty.

1) \\ (c_1 \u003d c_2 \\)
2) \\ (c_1\u003e c_2 \\)
3) \\ (c_1 4) vastaus riippuu kehon massan arvosta

5. Kaavio näyttää kahdelle saman massan kappaleelle siirretyn lämmön määrän arvot, kun niiden lämpötila muuttuu samalla määrällä asteita. Mikä on oikea suhde niiden aineiden ominaislämpökapasiteettiin, joista rungot on valmistettu?

1) \\ (c_1 \u003d c_2 \\)
2) \\ (c_1 \u003d 3c_2 \\)
3) \\ (c_2 \u003d 3c_1 \\)
4) \\ (c_2 \u003d 2c_1 \\)

6. Kuvassa on kiinteän kappaleen lämpötilan kuvaaja sille annetun lämmön määrästä. Paino 4 kg. Mikä on tämän ruumiin aineen ominaislämpökapasiteetti?

1) 500 J / (kg ° C)
2) 250 J / (kg ° C)
3) 125 J / (kg ° C)
4) 100 J / (kg ° C)

7. Kuumennettaessa kiteistä ainetta, joka painaa 100 g, mitattiin aineen lämpötila ja aineeseen välittyvä lämmön määrä. Mittaustiedot esitettiin taulukkona. Koska energiahäviöt voidaan jättää huomiotta, määritä aineen ominaislämpö kiinteässä tilassa.

1) 192 J / (kg ° C)
2) 240 J / (kg ° C)
3) 576 J / (kg ° C)
4) 480 J / (kg ° C)

8. Lämmittää 192 g molybdeeniä 1 K: lla sinun on siirrettävä siihen lämpöä 48. Mikä on tämän aineen ominaislämpö?

1) 250 J / (kgK)
2) 24 J / (kgK)
3) 4 · 10 -3 J / (kg · K)
4) 0,92 J / (kgK)

9. Kuinka paljon lämpöä tarvitaan 100 g lyijyn lämmittämiseen 27 - 47 ° C: seen?

1) 390 J
2) 26 kj
3) 260 J
4) 390 kj

10. Saman määrän lämpöä käytettiin tiilien lämmittämiseen 20 ° C: sta 85 ° C: seen kuin saman massan veden lämmittämiseen 13 ° С. Tiilen ominaislämpö on

1) 840 J / (kgK)
2) 21000 J / (kgK)
3) 2100 J / (kgK)
4) 1680 J / (kgK)

11. Valitse alla olevista lauseista kaksi oikeata ja kirjoita niiden numerot taulukkoon.

1) Lämpömäärä, jonka keho vastaanottaa, kun sen lämpötila nousee tietyllä määrällä asteita, on yhtä suuri kuin lämmön määrä, jonka tämä ruumis antaa, kun sen lämpötila laskee samalla astetta.
2) Kun aine jäähtyy, sen sisäinen energia kasvaa.
3) Lämpömäärä, jonka aine kuumennettaessa vastaanottaa, lisää pääasiassa molekyyliensä kineettistä energiaa.
4) Lämpömäärä, jonka aine kuumennettaessa vastaanottaa, menee pääasiassa lisäämään sen molekyylien vuorovaikutusenergiaa
5) Kehon sisäistä energiaa voidaan muuttaa vain antamalla sille tietty määrä lämpöä

12. Taulukko näyttää massan \\ (m \\), lämpötilan muutoksen \\ (\\ Delta t \\) ja lämmön määrän (Q \\) mittaustulokset, jotka vapautuvat kuparista tai alumiinista valmistettujen sylinterien jäähdyttämisen aikana.

Mitkä lausunnot vastaavat kokeen tuloksia? Valitse ehdotetusta luettelosta kaksi oikeaa. Ilmoita heidän lukumääränsä. Mittausten perusteella voidaan väittää, että jäähdytyksen aikana vapautuvan lämmön määrä,

1) riippuu aineesta, josta sylinteri on valmistettu.
2) ei riipu aineesta, josta sylinteri on valmistettu.
3) kasvaa sylinterin massan kasvaessa.
4) kasvaa lämpötilan eron kasvaessa.
5) alumiinin ominaislämpö on 4 kertaa suurempi kuin tinan ominaislämpö.

Osa 2

C1.Kiinteä runko, joka painaa 2 kg, asetetaan 2 kW uuniin ja alkaa kuumentua. Kuvio osoittaa tämän rungon lämpötilan \\ (t \\) riippuvuuden kuumennusajasta \\ (\\ tau \\). Mikä on aineen ominaislämpö?

1) 400 J / (kg ° C)
2) 200 J / (kg ° C)
3) 40 J / (kg ° C)
4) 20 J / (kg ° C)

Vastaukset

(tai lämmönsiirto).

Aineen ominaislämpö.

Lämpökapasiteetti Onko kehon absorboima lämmön määrä 1 astetta lämmitettäessä.

Kehon lämpökapasiteettia osoittaa iso latinalainen kirjain FROM.

Mikä määrittää kehon lämpökapasiteetin? Ensinnäkin sen massasta. On selvää, että esimerkiksi lämmitykseen tarvitaan 1 kg vettä enemmän lämpöä kuin 200 gramman lämmittämiseen.

Ja mistä aineesta? Tehdään kokemus. Otamme kaksi identtistä astiaa ja olemme kaataneet 400 g vettä yhteen ja 400 g kasviöljyä toiseen, alamme lämmittää niitä samoilla polttimilla. Tarkkailemalla lämpömittarien lukemia, näemme, että öljy lämpenee nopeasti. Veden ja öljyn lämmittämiseksi samaan lämpötilaan vettä tulisi lämmittää pidempään. Mutta mitä kauemmin lämmitämme vettä, sitä enemmän lämpöä se vastaanottaa polttimesta.

Siksi eri aineiden saman massan lämmittämiseksi samaan lämpötilaan tarvitaan eri määrä lämpöä. Kehon lämmittämiseen tarvittava lämpömäärä ja siten sen lämpökapasiteetti riippuvat siitä, mistä aineesta tämä ruumis koostuu.

Joten esimerkiksi 1 kg: n painoisen veden lämpötilan nostamiseksi 1 ° C: lla vaaditaan 4200 J: n lämpöä vastaava määrä ja 1 ° C: lla kuumentamiseksi sama auringonkukkaöljyn massa, tarvitaan lämpötila, joka on yhtä suuri kuin 1700 J.

Kutsutaan fysikaalista määrää, joka osoittaa, kuinka paljon lämpöä tarvitaan 1 kg aineen lämmittämiseen 1 ºС lämpötilassa ominaislämpö tästä aineesta.

Jokaisella aineella on oma ominaislämpö, \u200b\u200bjoka ilmaistaan \u200b\u200blatinalaisella kirjaimella c ja mitataan jouleina kilogramma-astetta (J / (kg · ° C)).

Saman aineen ominaislämpökapasiteetti erilaisissa aggregaattioissa (kiinteä, nestemäinen ja kaasumainen) on erilainen. Esimerkiksi veden ominaislämpö on 4200 J / (kg · ºС) ja jään ominaislämpö on 2100 J / (kg · ° C); Kiinteässä tilassa olevan alumiinin ominaislämpö on yhtä suuri kuin 920 J / (kg - ° C) ja nestemäisessä tilassa - 1080 J / (kg - ° C).

Huomaa, että vedessä on erittäin suuri ominaislämpö. Siksi merien ja valtamerten vesi kesällä kuumentuen imee ilmasta suuren määrän lämpöä. Tästä syystä kesällä ei niissä paikoissa, jotka sijaitsevat lähellä suuria vesistöjä, niin kuuma kuin vedestä kaukana olevissa paikoissa.

Lasketaan kehon lämmittämiseen tarvittava tai sen vapauttaman lämmön määrä jäähdytyksen aikana.

Edellä esitetystä on selvää, että kehon lämmittämiseen tarvittava lämmön määrä riippuu aineen tyypistä, josta kehon koostuu (ts. Sen omasta lämpökapasiteetista), ja ruumiin massasta. On myös selvää, että lämmön määrä riippuu siitä, kuinka monta astetta aiomme nostaa kehon lämpötilaa.

Joten kehon lämmittämiseen tai jäähdytyksen aikana vapautuneen lämmön määrän määrittämiseen on tarpeen kertoa kehon ominaislämpö sen massalla ja lopullisen ja alkuperäisen lämpötilan välisellä erolla:

Q = cm (t 2 - t 1 ) ,

missä Q - lämmön määrä, c - ominaislämpö m - kehomassa , t 1 - Lämpötila t 2 - lopullinen lämpötila.

Kun lämmität vartaloa t 2\u003e t 1 ja siksi Q > 0 . Kehon jäähdytys t 2ja< t 1 ja siksi Q< 0 .

Jos koko kehon lämpökapasiteetti tiedetään FROM, Q määritetty kaavalla:

Q \u003d C (t2 - t 1 ) .

Oppiaksemme kuinka laskea kehon lämmittämiseen tarvittava lämpömäärä, selvitetään ensin, mistä arvoista se riippuu.

Edellisestä kappaleesta tiedämme jo, että tämä lämmön määrä riippuu siitä, millaisesta aineesta kehon koostuu (ts. Sen omasta lämmöstä):

Q riippuu c: stä.

Mutta se ei ole kaikki.

Jos haluamme lämmittää vedenkeittimen vettä niin, että se vain lämpenee, emme lämmitä sitä pitkään. Ja jotta vesi kuumenee, lämmitämme sitä pidempään. Mutta mitä kauemmin vedenkeitin joutuu kosketukseen lämmittimen kanssa, sitä enemmän lämpöä se saa siitä. Siksi mitä voimakkaammin kehon lämpötila muuttuu lämmityksen aikana, sitä enemmän lämpöä on siirrettävä siihen.

Olkoon kehonlämpötila yhtä suuri kuin t beg, ja lopullinen lämpötila on t con. Tällöin kehon lämpötilan muutos ilmaistaan \u200b\u200berolla

Δt \u003d t jatkuu,

ja lämmön määrä riippuu tästä arvosta:

Q riippuu AT: stä.

Viimeinkin me kaikki tiedämme, että esimerkiksi 2 kg veden lämmittäminen vie enemmän aikaa (ja siten enemmän lämpöä) kuin 1 kg veden lämmittäminen. Tämä tarkoittaa, että kehon lämmittämiseen tarvittava lämpömäärä riippuu kehon massasta:

Q riippuu m: stä.

Joten lämmön määrän laskemiseksi sinun on tiedettävä sen aineen ominaislämpö, \u200b\u200bjosta ruumis on valmistettu, tämän ruumiin massa ja sen lopullisen ja alkuperäisen lämpötilan välinen ero.

Oletetaan esimerkiksi, että haluat määrittää, kuinka paljon lämpöä tarvitaan 5 kg painavan rautaosan lämmittämiseen, edellyttäen, että sen alkulämpötila on 20 ° C ja lopullinen on yhtä suuri kuin 620 ° C.

Taulukosta 8 havaitaan, että raudan ominaislämpö c \u003d 460 J / (kg * ° C). Tämä tarkoittaa, että 1 kg raudan lämmittämiseen 1 ° C: ssa tarvitaan 460 J.

5 kg raudan lämmittämiseksi 1 ° C: ssa tarvitaan 5 kertaa enemmän lämpöä, ts. 460 J * 5 \u003d 2300 J.

Raudan lämmittämiseksi ei lämpötilassa 1 ° C, mutta lämpötilassa Δt \u003d 600 ° C tarvitaan vielä 600 kertaa enemmän lämpöä, toisin sanoen 2 300 J * 600 \u003d 1 380 000 J. Täsmälleen sama (modulo) määrä lämpöä vapautuu ja kun tämä rauta jäähtyy 620 - 20 ° C: seen.

Niin, kertoaksesi kehon ominaislämpö sen massalla ja lopullisen ja alkuperäisen lämpötilan välisellä erolla löytääksesi kehon lämmittämiseen tai jäähdytyksen aikana vapautuvan lämmön määrän:

Kun kuumennetaan vartaloa, tcon\u003e tstart ja siksi Q\u003e 0. Jäähdytettäessä vartaloa tcon< t нач и, следовательно, Q < 0.

1. Anna esimerkkejä siitä, että kehon vastaanottaman lämmön määrä riippuu sen massasta ja lämpötilan muutoksesta. 2. Mitä kaavaa käytetään kehon lämmittämiseen tarvittavan tai siitä vapautuvan lämmön määrän laskemiseen jäähdytyksen aikana?

Mikä kuumenee nopeammin liedellä - vedenkeitin tai ämpäri vettä? Vastaus on ilmeinen - vedenkeitin. Sitten toinen kysymys on miksi?

Vastaus ei ole yhtä ilmeinen - koska veden massa vedenkeittimessä on vähemmän. Hieno. Ja nyt voit tehdä itse todellisimman fyysisen kokemuksen kotona. Tätä varten tarvitset kaksi identtistä pientä ruukkua, saman verran vettä ja kasviöljyä, esimerkiksi puoli litraa ja liesi. Aseta astiat öljyllä ja vedellä samaan tulisijaan. Nyt vain katsella, että se lämpenee nopeammin. Jos nesteille on lämpömittari, voit käyttää sitä, jos ei, voit kokeilla lämpötilaa ajoittain sormella, vain varovasti, jotta palovammoja ei tule. Joka tapauksessa, huomaat pian, että öljy kuumenee paljon nopeammin kuin vesi. Ja vielä yksi kysymys, joka voidaan toteuttaa myös kokemuksen muodossa. Mikä kiehuu nopeammin - lämmin vesi tai kylmä? Kaikki on jälleen ilmeistä - lämmin tulee maaliin ensin. Miksi kaikki nämä omituiset kysymykset ja kokemukset? Lisäksi fyysisen määrän määrittämiseksi, jota kutsutaan "lämmön määräksi".

Lämpömäärä

Lämpömäärä on energia, jonka keho menettää tai saa lämmönsiirron kautta. Tämä käy selvästi ilmi myös nimestä. Jäähdytettäessä vartalo menettää tietyn määrän lämpöä, ja kuumentuessaan se imeytyy. Ja vastaukset kysymyksiimme osoittivat meille mikä määrää lämmön määrän? Ensinnäkin, mitä suurempi kehon massa on, sitä enemmän lämpöä on käytettävä lämpötilan muuttamiseen yhdellä asteella. Toiseksi kehon lämmittämiseen tarvittava lämpömäärä riippuu aineesta, josta se koostuu, eli aineesta. Ja kolmanneksi, kehon lämpötilan ero ennen lämmönsiirtoa ja sen jälkeen on myös tärkeä laskelmistamme. Edellä esitetyn perusteella voimme määritä lämmön määrä kaavalla:

missä Q on lämmön määrä
m on kehon paino
(t_2-t_1) on ruumiin alkuperäisen ja lopullisen lämpötilan välinen ero,
c on aineen ominaislämpö, \u200b\u200blöytyy vastaavista taulukoista.

Tätä kaavaa käyttämällä voit laskea lämpömäärän, joka tarvitaan minkä tahansa ruumiin lämmittämiseen tai jonka tämä runko vapauttaa jäähdytyksen aikana.

Lämmön määrä jouleina (1 J), samoin kuin kaikenlainen energia, mitataan. Tämä arvo otettiin kuitenkin käyttöön vasta kauan sitten, ja ihmiset alkoivat mitata lämmön määrää paljon aikaisemmin. Ja he käyttivät yksikköä, jota käytetään laajasti aikamme - kalori (1 cal). 1 kalori on lämpömäärä, joka tarvitaan 1 gramman veden lämmittämiseen yhtä celsiusastetta kohti. Näiden tietojen perusteella rakastavat, jotka laskevat kaloreita syömässään ruoassa, voivat kiinnostuksen vuoksi laskea, kuinka monta litraa vettä voidaan keittää energialla, jota he kuluttavat ruuan kanssa päivän aikana.

Tehtävä 81.
Laske Fe-pelkistyksen aikana vapautuvan lämmön määrä 2O 3 alumiinimetallia, jos saatiin 335,1 g rautaa. Vastaus: 2543,1 kJ.
Päätös:
Reaktioyhtälö:

\u003d (Al203) - (Fe203) \u003d -1669,8 - (- 822,1) \u003d -847,7 kJ

335,1 g: n rautaa vastaanotettaessa vapautuvan lämmön määrä lasketaan suhteesta:

(2 . 55,85) : -847,7 = 335,1 : x; x \u003d (0847,7 . 335,1)/ (2 . 55,85) \u003d 2543,1 kJ,

jossa 55,85 raudan atomimassat.

Vastaus: 2543,1 kJ.

Reaktion lämpövaikutus

Tehtävä 82.
Kaasumainen etyylialkoholi C2H5OH voidaan saada saattamalla etyleeni C2H4 (g) ja vesihöyry reagoimaan. Kirjoita tämän reaktion lämpökemiallinen yhtälö laskettuaan sen lämpövaikutus. Vastaus: -45,76 kJ.
Päätös:
Reaktioyhtälö on muoto:

C2H4 (g) + H20 (g) \u003d C2HsOH (g); \u003d?

Aineiden muodostumisen standardilämpötilojen arvot on annettu erityisissä taulukoissa. Ottaen huomioon, että yksinkertaisten aineiden muodostumislämpötilan oletetaan tavanomaisesti olevan nolla. Laskemme reaktion lämpövaikutuksen käyttämällä Hess-lain seurausta, jolloin saadaan:

\u003d (C2H5OH) - [(C2H4) + (H20)] \u003d
\u003d -235,1 - [(52,28) + (-241,83)] \u003d - 45,76 kJ

Reaktioyhtälöitä, joissa niiden aggregaattitilat tai kiteinen modifikaatio, samoin kuin lämpövaikutusten numeerinen arvo on osoitettu lähellä kemiallisten yhdisteiden symboleja, kutsutaan lämpökemiallisiksi. Termokemiallisissa yhtälöissä, ellei erikseen ilmoiteta, ilmoitetaan lämpövaikutusten arvot vakiopaineessa Q p, jotka ovat yhtä suuret kuin järjestelmän entalpian muutos. Arvo annetaan yleensä yhtälön oikealla puolella, erottamalla se pilkulla tai pisteellä puolipisteellä. Aineen aggregoitumisen tilaan käytetään seuraavia lyhenteitä: g - kaasumainen hyvin - neste että

Jos reaktion seurauksena syntyy lämpöä, niin< О. Учитывая сказанное, составляем термохимическое уравнение данной в примере реакции:

C2H4 (g) + H20 (g) \u003d C2H5OH (g); \u003d - 45,76 kJ.

Vastaus: - 45,76 kJ.

Tehtävä 83.
Laske raudan (II) oksidin pelkistysreaktion lämpövaikutus vedyn kanssa seuraavien lämpökemiallisten yhtälöiden perusteella:

a) EOO (k) + CO (g) \u003d Fe (k) + C02 (g); \u003d -13,18 kJ;
b) CO (g) + 1 / 2O 2 (g) \u003d C02 (g); \u003d -283,0 kJ;
c) H2 (g) + 1 / 2O 2 (g) \u003d H20 (g); \u003d -241,83 kJ.
Vastaus: +27,99 kJ.

Päätös:
Yhtälö rauta (II) oksidin pelkistysreaktiolle vedyn kanssa on muoto:

Sen O (k) + H2 (g) \u003d Fe (k) + H20 (g); \u003d?

\u003d (H20) - [(FeO)

Veden muodostumislämpö määritetään yhtälöllä

H2 (g) + 1 / 2O2 (g) \u003d H20 (g); \u003d -241,83 kJ,

ja rautaoksidin (II) muodostumislämpö voidaan laskea vähentämällä yhtälö (a) yhtälöstä (b).

\u003d (c) - (b) - (a) \u003d -241,83 - [-283, o - (-13,18)] \u003d +27,99 kJ.

Vastaus: +27,99 kJ.

Tehtävä 84.
Kaasumaisen rikkivedyn ja hiilidioksidin vuorovaikutuksessa muodostuu vesihöyryä ja hiilidisulfidia CS 2 (g). Kirjoita tämän reaktion lämpökemiallinen yhtälö ja laske etukäteen sen lämpövaikutus. Vastaus: +65,43 kJ.
Päätös:
g - kaasumainen hyvin - neste että - kiteinen. Nämä symbolit jätetään pois, jos aineiden kokonaistila on ilmeinen, esimerkiksi O 2, H 2 jne.
Reaktioyhtälö on muoto:

2H2S (g) + CO 2 (g) \u003d 2H20 (g) + CS2 (g); \u003d?

Aineiden muodostumisen standardilämpötilojen arvot on annettu erityisissä taulukoissa. Ottaen huomioon, että yksinkertaisten aineiden muodostumislämpötilan oletetaan tavanomaisesti olevan nolla. Reaktion lämpövaikutus voidaan laskea käyttämällä Hess-lain seurausta e:

\u003d (H20) + (CS2) - [(H2S) + (C02)];
\u003d 2 (-241,83) + 115,28 - \u003d +65,43 kJ.

2H2S (g) + CO 2 (g) \u003d 2H20 (g) + CS2 (g); \u003d +65,43 kJ.

Vastaus: +65,43 kJ.

Termokemiallinen reaktioyhtälö

Tehtävä 85.
Kirjoita lämpökemiallinen yhtälö reaktiosta CO (g): n ja vedyn välillä, minkä seurauksena muodostuu CH4 (g) ja H20 (g). Kuinka paljon lämpöä vapautuu tämän reaktion aikana, jos normaaleissa olosuhteissa saadaan 67,2 litraa metaania? Vastaus: 618,48 kJ.
Päätös:
Reaktioyhtälöitä, joissa niiden aggregaattitilat tai kiteinen modifikaatio, samoin kuin lämpövaikutusten numeerinen arvo on osoitettu lähellä kemiallisten yhdisteiden symboleja, kutsutaan lämpökemiallisiksi. Termokemiallisissa yhtälöissä, ellei erikseen ilmoiteta, ilmoitetaan lämpövaikutusten arvot vakiopaineessa Q p, jotka ovat yhtä suuret kuin järjestelmän entalpian muutos. Arvo annetaan yleensä yhtälön oikealla puolella, erottamalla se pilkulla tai pisteellä puolipisteellä. Aineen aggregoitumisen tilaan käytetään seuraavia lyhenteitä: g - kaasumainen hyvin - jotain että - kiteinen. Nämä symbolit jätetään pois, jos aineiden kokonaistila on ilmeinen, esimerkiksi O 2, H 2 jne.
Reaktioyhtälö on muoto:

CO (g) + 3H2 (g) \u003d CH4 (g) + H20 (g); \u003d?

Aineiden muodostumisen standardilämpötilojen arvot on annettu erityisissä taulukoissa. Ottaen huomioon, että yksinkertaisten aineiden muodostumislämpötilan oletetaan tavanomaisesti olevan nolla. Reaktion lämpövaikutus voidaan laskea käyttämällä Hess-lain seurausta e:

\u003d (H20) + (CH4) - (CO)];
\u003d (-241,83) + (-74,84) - (-110,52) \u003d -206,16 kJ.

Termokemiallinen yhtälö näyttää seuraavalta:

22,4 : -206,16 = 67,2 : x; x \u003d 67,2 (-206,16) / 22? 4 \u003d -618,48 kJ; Q \u003d 618,48 kJ.

Vastaus: 618,48 kj.

Koulutuksen lämpö

Tehtävä 86.
Tämän reaktion lämpövaikutus on yhtä suuri kuin muodostumislämpö. Laske NO: n muodostumislämpö seuraavista lämpökemiallisista yhtälöistä:
a) 4NH3 (g) + 5O 2 (g) \u003d 4NO (g) + 6H 2O (g); \u003d -1168,80 kJ;
b) 4NH3 (g) + 3O 2 (g) \u003d 2N2 (g) + 6H20 (g); \u003d -1530,28 kJ
Vastaus: 90,37 kJ.
Päätös:
Tavanomainen muodostumislämpö on yhtä suuri kuin reaktiolämpö, \u200b\u200bjoka muodostuu 1 moolia tätä ainetta muodostettaessa yksinkertaisista aineista standardiolosuhteissa (T \u003d 298 K; p \u003d 1,0325. 105 Pa). NO: n muodostuminen yksinkertaisista aineista voidaan esittää seuraavasti:

1 / 2N2 + 1 / 2O2 \u003d EI

Annetaan reaktio (a), jossa muodostuu 4 moolia NO: ta, ja reaktio (b), jossa muodostuu 2 moolia N2: ta. Molemmissa reaktioissa happi on mukana. Siksi NO: n muodostumisstandardin määrittämiseksi koostumme seuraavan Hess-syklin, ts. Meidän on erotettava yhtälö (a) yhtälöstä (b):

Siten 1 / 2N2 + 1 / 2O2 \u003d NO; \u003d +90,37 kJ.

Vastaus: 618,48 kj.

Tehtävä 87.
Kiteinen ammoniumkloridi muodostuu kaasumaisen ammoniakin ja vetykloridin vuorovaikutuksessa. Kirjoita tämän reaktion lämpökemiallinen yhtälö laskettuaan sen lämpövaikutus. Kuinka paljon lämpöä vapautuu, jos reaktiossa kuluu normaalitilanteessa 10 litraa ammoniakkia? Vastaus: 78,97 kJ.
Päätös:
Reaktioyhtälöitä, joissa niiden aggregaattitilat tai kiteinen modifikaatio, samoin kuin lämpövaikutusten numeerinen arvo on osoitettu lähellä kemiallisten yhdisteiden symboleja, kutsutaan lämpökemiallisiksi. Termokemiallisissa yhtälöissä, ellei erikseen ilmoiteta, ilmoitetaan lämpövaikutusten arvot vakiopaineessa Q p, jotka ovat yhtä suuret kuin järjestelmän entalpian muutos. Arvo annetaan yleensä yhtälön oikealla puolella, erottamalla se pilkulla tai pisteellä puolipisteellä. Seuraavat on hyväksytty, että - kiteinen. Nämä symbolit jätetään pois, jos aineiden kokonaistila on ilmeinen, esimerkiksi O 2, H 2 jne.
Reaktioyhtälö on muoto:

NH3 (g) + HCI (g) \u003d NH4CI (k). ; \u003d?

Aineiden muodostumisen standardilämpötilojen arvot on annettu erityisissä taulukoissa. Ottaen huomioon, että yksinkertaisten aineiden muodostumislämpötilan oletetaan tavanomaisesti olevan nolla. Reaktion lämpövaikutus voidaan laskea käyttämällä Hess-lain seurausta e:

\u003d (NH4Cl) - [(NH3) + (HCl)];
\u003d -315,39 - [-46,19 + (-92,31) \u003d -176,85 kJ.

Termokemiallinen yhtälö näyttää seuraavalta:

10 litran ammoniakin reaktion aikana vapautunut lämpö tästä reaktiosta määritetään suhteesta:

22,4 : -176,85 = 10 : x; x \u003d 10 (-176,85) / 22,4 \u003d -78,97 kJ; Q \u003d 78,97 kJ.

Vastaus: 78,97 kj.