Calorimetrie Chimie fără limite
Capacitatea de căldură este o măsură a cantității de energie termică necesară pentru a modifica temperatura unei substanțe pure cu o cantitate dată.
obiective de invatare
Calculați modificarea temperaturii unei substanțe, având în vedere capacitatea sa de căldură și energia utilizată pentru încălzirea acesteia
Chei de luat masa
Puncte cheie
- Capacitatea de căldură este raportul dintre cantitatea de energie termică transferată unui obiect și creșterea rezultată a temperaturii acestuia.
- Capacitatea de căldură molară este o măsură a cantității de căldură necesară pentru a crește temperatura unui mol dintr-o substanță pură cu un grad K.
- Capacitatea de căldură specifică este o măsură a cantității de căldură necesară pentru a crește temperatura unui gram dintr-o substanță pură cu un grad K.
Termeni cheie
- capacitate termică: Capacitatea unei substanțe de a absorbi energia termică; cantitatea de căldură necesară pentru creșterea temperaturii unui mol sau gram a unei substanțe cu un grad Celsius fără nicio schimbare de fază.
- capacitate termică specifică: Cantitatea de căldură care trebuie adăugată sau îndepărtată dintr-o unitate de masă a unei substanțe pentru a-și schimba temperatura cu un Kelvin.
Capacitate de căldură
Capacitatea de căldură este o proprietate fizică intrinsecă a unei substanțe care măsoară cantitatea de căldură necesară pentru a modifica temperatura substanței cu o cantitate dată. În Sistemul Internațional de Unități (SI), capacitatea de căldură este exprimată în unități de jouli pe kelvin [latex] \ left (J \ cdot K ^ \ right) [/ latex]. Capacitatea de căldură este o proprietate extinsă, ceea ce înseamnă că depinde de mărimea/masa probei. De exemplu, o probă care conține cantitatea de substanță dublă decât o altă probă ar necesita dublul cantității de energie termică (Q) pentru a obține aceeași schimbare de temperatură ([latex] \ Delta T [/ latex]) ca cea necesară pentru schimbarea temperatura primei probe.
Capacități de căldură molare și specifice
Există două cantități derivate care specifică capacitatea de căldură ca proprietate intensivă (adică, independentă de mărimea unei probe) a unei substanțe. Sunt:
- capacitatea de căldură molară, care este capacitatea de căldură per mol a unei substanțe pure. Capacitatea de căldură molară este deseori desemnată CP, pentru a indica capacitatea de căldură în condiții de presiune constantă, precum și CV, pentru a indica capacitatea de căldură în condiții de volum constant. Unitățile de capacitate termică molară sunt [latex] \ frac> [/ latex].
- capacitatea de căldură specifică, adesea numită pur și simplu căldură specifică, care este capacitatea de căldură pe unitate de masă a unei substanțe pure. Acesta este desemnat cP și cV și unitățile sale sunt date în [latex] \ frac [/ latex].
Căldură, entalpie și temperatură
Având în vedere capacitatea de căldură molară sau căldura specifică pentru o substanță pură, este posibil să se calculeze cantitatea de căldură necesară pentru creșterea/scăderea temperaturii substanței cu o cantitate dată. Se aplică următoarele două formule:
În aceste ecuații, m este masa substanței în grame (utilizată la calcularea cu căldură specifică), iar n este numărul de moli de substanță (utilizat la calcularea cu capacitatea de căldură molară).
Exemplu
Capacitatea de căldură molară a apei, CP, este [latex] 75,2 \ frac \ cdot K> [/ latex]. Câtă căldură este necesară pentru a crește temperatura de 36 de grame de apă de la 300 la 310 K?
Ni se dă capacitatea de căldură molară a apei, deci trebuie să convertim masa dată de apă în aluni:
Acum ne putem conecta valorile la formula care leagă căldura și capacitatea de căldură:
Interactiv: Vezi căldură specifică și căldură latentă: Capacitatea specifică de căldură este măsura energiei termice necesare pentru creșterea temperaturii unei cantități date de substanță cu un kelvin. Căldura latentă de topire descrie, de asemenea, cantitatea de căldură necesară pentru a topi un solid. Când un solid se topește, temperatura rămâne practic constantă până când întregul solid este topit. Simularea de mai sus demonstrează căldura specifică și căldura latentă.