2.7. Теплота реакции. Закон Гесса



2.7. Теплота реакции. Закон Гесса

2.7. Теплота реакции. Закон Гесса

Разрыв и образование химических связей в ходе реакции сопровождается изменением энергии системы. Разница в энергиях связей в продуктах реакции и исходных веществах составляет энергию химической реакции, в том числе ее теплоту.

Нередко понятия «теплота реакции» и «энергия реакции» используются как тождественные, хотя они имеют различный смысл. Теплота — один из видов энергии. При химической реакции может происходить выделение (поглощение) энергии и в других видах (электрическая, механическая, световая энергия).
Теплота (тепловой эффект) реакции — это количество тепловой энергии, выделившееся или поглощенное системой в результате протекающих в ней химических превращений.

Тепловой эффект обозначается символами Q или ΔH (Q = -ΔH). Реакции, идущие с выделением теплоты (Q > 0; ΔH относятся к экзотермическим, а с ее поглощением (Q 0) — к эндотермическим.
Уравнение реакции с указанием ее теплового эффекта называется термохимическим. Например:

CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂O + Q

Если теплоту реакции отнести к 1 моль определенного вещества,
то в термохимическом уравнении некоторые стехиометрические коэффициенты могут быть дробными.
Например:

C₆H₆(ж) + 7,5O₂ 6CO₂(г) + 3H₂O + 3301,6 кДж/моль
На теплоту образования веществ влияет их агрегатное и фазовое. Поэтому в термохимических уравнениях принято указывать это состояние (г — газ, ж — жидкость, т — твердое вещество, к — кристаллическая фаза).

В основе термохимических расчетов лежит закон постоянства количества теплоты, открытый русским химиком Г.И. Гессом в 1840 г.

Тепловой эффект реакции зависит только от начального и конечного состояний реагирующих веществ и не зависит от пути реакции (т.е. от числа стадий и промежуточных состояний).

Этот закон является следствием всеобщего закона сохранения энергии. Согласно закону Гесса, теплота химической реакции равна разности между суммой теплот образования продуктов реакции и суммой теплот образования исходных веществ:

Q_{реакции} = ΣQ_обр.(продуктов) — ΣQ_обр.(исх.веществ)

где Q_обр. – теплота образования 1 моль соединения из простых веществ
в стандартных условиях (Т = 298 К, p = 101,3 кПа).
Величину Q_обр. = -ΔH^o_обр. называют
стандартной молярной теплотой (энтальпией) образования вещества.
Стандартные теплоты образования простых веществ в наиболее
устойчивой модификации (О₂, Н₂, С_графит и т.п.)
приняты равными нулю.

Закон Гесса позволяет рассчитать тепловые эффекты любых промежуточных (в том числе, гипотетических) стадий на пути превращения реагента в продукт реакции.

Термохимия. Теплота химических реакций — Справочник химика 21

    ТЕРМОХИМИЯ. ТЕПЛОТА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ [c. 83]

    ГЛАВА II ТЕРМОХИМИЯ 1. Теплоты химических реакций. Закон Гесса [c.56]

    Изменение внутренней энергии в процессе химического превращения вещества происходит, как и в других случаях, путем поглощения (или выделения) теплоты и совершения работы. Последняя обычно мала она может быть вычислена или ею можно пренебречь. Теплота же реакции часто значительна она может быть во многих случаях непосредственно измерена. Изучением теплот химических реакций занимается термохимия. [c.56]

    ГЕССА ЗАКОН — открыт Г. И. Гессом в 1840 г. Является основным законом термохимии, устанавливающим, что тепловой эффект реакции не зависит от числа и характера промежуточных стадий, а зависит лишь от начального и конечного состояний системы. Из Г. з. вытекает важное следствие теплота разложения химического соединения равна по величине и противоположна по знаку теплоте его образования. Пользуясь Г. з. , можно рассчитать теплоты химических реакций суммируя известные теплоты реакций, найти энергии образования химических связей. [c.70]

    Изучением теплот химических реакций занимается термохимия. [c.38]

    Термохимия представляет собой раздел термодинамики, посвященный теплотам химических реакций и определению с их помощью энергий и энтальпий макроскопических систем. [c.29]

    Термохимия (29—31) — раздел термодинамики, посвященный теплотам химических реакций и определению с их помощью энергий и энтальпий. [c.315]

    Количество выделенной или поглощенной теплоты при протекании реакции называется тепловым эффектом реак-ц и и. Раздел химии, изучающий тепловые эффекты различных процессов, называется термохимией. Уравнение химической реакции с указанием теплового эффекта называется термохимическим уравнением. [c.61]

    Часть химической термодинамики, которая изучает теплоты химических реакций, называется термохимией. Теплота, которая выделяется при реакции, зависит не только от начального и конечного состояний систе.мы, но также и от пути перехода. Поэтому при изучении тепловых изменений химических процессов всегда нужно учитывать условия протекания реакции и прежде всего условия постоянства объема или постоянства давления. [c.122]

    Т. Е. Ловиц В Петербурге, 1785 г.), открытие каталитических реакций в начале XIX века Деви и Тенаром и установление представления о катализе Берцелиусом (1835). Основы электрохимии были заложены исследованиями по гальваническим элементам, электролизу и переносу тока в электролитах, проведенными Вольта, В. В. Петровым, Деви, Т. И. Гротгусом и Фарадеем. Изучение теплот химических реакций было начато Лавуазье и Лапласом (1779—1784) и в дальнейшем привело к установлению основного закона термохимии — закона постоянства сумм теплот (Г. И. Гесс, 1840). [c.14]

    В 60-х годах прошлого столетия Бертло, уже завоевавший известность как органик-синтетик (см. гл. 5), обратился к термохимии. Он разработал методику проведения химических реакций в замкнутых сосудах, погруженных в воду заданной температуры. Определив температуру этой воды в конце реакции, можно было установить, какое количество теплоты выделяется в ходе данной реакции. [c.109]

    Раздел химической термодинамики, посвященный исследованиям тепловых эффектов химических реакций, теплотам фазовых переходов, теплотам растворения веществ, разбавления растворов и т. п. называется термохимией. Значение термохимии в области теории и практики весьма велико. Тепловые эффекты широко используются не только при расчетах тепловых балансов различных процессов,, но и при исследовании химического равновесия. [c.205]

    Раздел термохимии наряду с задачами по определению тепловых эффектов химических реакций и нахождению теплот образования и теплот сгорания различных соединений занимается вопросами, связанными с изучением теплотворной способности горючих веществ.  [c.74]

    Второй закон термохимии Гесса (1836 г.), или закон постоянства сумм теп л а теплого химической реакции не зависит от путей, по которым протекала реакция, а зависит от начального и конечного состояния системы иными словами, теплота сложной химической реакции равна алгебраической сумме теплот всех процессов, составляющих данную реакцию. [c.13]

    Следует помнить, что в отличие от термодинамических систем в системах термохимических, наоборот, теплота, выделяемая в процессе химической реакции, положительная, а поглощаемая — отрицательная. Иными словами, в термохимии принято присваивать теплоте реакции знак, обратный тому, который используется в остальных разделах термодинамики. Во избежание путаницы дальнейшем будем обозначать термохимические теплоты через Q. Таким образом, Q = — Q. [c.51]

    Раздел физической химии, изучающий тепловые изменения при химических реакциях, называется термохимией. Начальные основы термохимии впервые были заложены М. В. Ломоносовым. Было установлено, что все химические реакции сопровождаются поглощением или выделением тепловой энергии. Реакции, идущие с выделением теплоты, получили название экзотермических, а с поглощением теплоты — эндотермических. К реакциям первого типа относятся горение угля, спирта, метана, реакции нейтрализации. Примеры эндотермических реакций разложение водяного пара, карбоната кальция, гидроксида меди, получение иодистого водорода, окиси азота из элементов. [c.56]

    Термохимия изучает теплоты испарения, плавления и полиморфных превращений теплоемкости индивидуальных веществ тепловые эффекты химических реакций, а также теплоты образования и разбавления растворов. Закон Гесса позволяет рассчитать для химических процессов тепловые эффекты, которые не могут быть измерены экспериментально, например теплоты образования кристаллогидратов солей. Расчетный способ определения тепловых эффектов имеет большое значение для исследования объектов фармации, часто представляющих собой сложные вещества и системы.  [c.12]

    Тепловым эффектом химической реакции называется теплота, выделенная или поглощенная в процессе, протекающем необратимо при постоянстве объема или давления (продукты реакции при этом имеют ту же температуру, что и исходные вещества). В термохимии (в отличие от термодинамики) выделяемая системой теплота считается положительной, а поглощаемая — отрицательной. [c.42]

    Основой термохимии является закон Гесса (или закон постоянства сумм теплот реакции), согласно которому тепловой эффект химической реакции определяется только природой и состоянием исходных веществ и продуктов, но не зависит от промежуточных химических реакций, т. е. от способа перехода от исходного состояния к конечному. [c.39]

    В соответствии с первым условием в термохимии различают тепловые эффекты химических реакций при постоянном объеме Qv и при постоянном давлении Qp. Рассмотрим сначала реакцию при постоянном объеме. Представим себе два состояния системы. Состояние / — это смесь одного моля азота и трех молей водорода, занимающих объем V, при температуре Т, давлении р и обладающих внутренней энергией И . Состояние // — это два моля аммиака при тех же объемах и температуре, но при другом давлении и с другой внутренней энергией Применив к рассматриваемому процессу первый закон (II. 9), находим, что, поскольку по условию работа Л = О, количество выделяющейся при реакции теплоты равно изменению внутренней энергии системы, т. е. [c.43]

    Раздел химической термодинамики, изучающий тепловые эффекты химических реакций, называется термохимией. В термохимии используется упрощенное представление о тепловом эффекте химической реакции, отвечающее условиям его независимости от пути процесса это — теплота дт, подведенная к системе в процессе реакции (или выделившаяся в результате реакции) при постоянной температуре. Если теплота подводится к системе (дг > 0), реакцию называют эндотермической, если же теплота выделяется в окружающую среду (дт реакцию называют экзотермической.  [c.98]

    I. Термохимические уравнения. Термохимия изучает тепловые эффекты химических реакций, а также теплоты образования и разбавления растворов. Термохимические данные и обобщающие их закономерности используются в инженерной практике для составления тепловых балансов физико-химических процессов и для расчета констант равновесия. В теоретической химии по результатам термохимических измерений вычисляют энергии химических связей в молекулах. [c.79]

    Закон Гесса. В 1836 г. Г. И. Гесс открыл основной закон термохимии, который является частным случаем первого закона термодинамики применительно к химическим реакциям, протекающим в изохорных или изобарных условиях. Закон Гесса устанавливает если из данных исходных веществ можно получить заданные конечные вещества различными путями, то суммарная теплота на одном каком-нибудь пути равна суммарной теплоте процесса на любом другом пути, т. е. тепловой эффект химических реакций зависит только от начального и конечного состояний системы, но не зависит от пути перехода.  [c.83]

    Из второго закона термохимии следует вывод тепловой эффект химической реакции равен разности между суммой теплот образования конечных продуктов реакции и суммой теплот образования исходных веществ с учетом коэффициентов перед формулами веществ в уравнении реакции. Например, для реакции [c.59]

    Из сказанного ясно, что термохимические уравнения отличаются от обычных уравнений химических реакций указанием всех тех параметров, от которых зависят теплоты реакций. Здесь играет роль агрегатное состояние, кристаллическая форма вещества или концентрация раствора. Кроме того, первостепенную роль приобретает полнота проведения реакции. Для примера приведем несколько термохимических уравнений из известного руководства по термохимии С. М. Скуратова, В. П. Колесова и А. Ф. Воробьева  [c.31]

    Раздел химической термодинамики, изучающий тепловые эффекты химических реакций, называется термохимией. При этом в термохимии, как правило, рассматриваются лишь тепловые эффекты, измеренные при постоянном объеме (тогда Qv=AU) или постоянном давлении (тогда Qp=ДЯ). Следствием этого является основной закон термохимии, сформулированный в 1840 г. Г. И. Гессом как закон постоянства сумм теплот Когда образуется какое-либо химическое соединение, то при этом всегда выделяется одно и то же количество тепла независимо от того, происходит ли образование этого соединения непосредственно или же косвенным путем и в несколько приемов В современной формулировке этот закон гласит, что тепловой эффект процесса Qv= U или зависит только от пути перехода из одного состояния в другое. [c.164]

    В 1840 г. после опубликования работ русского химика Германа Ивановича Гесса (1802—1850) граница между миром физики и химии была разрушена, и началось сотрудничество двух наук. Тщательно измерив действительное количество теплоты, выделяемой в процессе химических реакций между определенными количествами веществ, Гесс показал, что количество теплоты, получаемой (или поглощаемой) при переходе от одного вещества к другому, всегда одинаково и не зависит от того, с помощью какф химической реакции или сколькими этапами осуществляется этот переход. Благодаря этому обобщению (закон Гесса) Гесса иногда считают основателем термохимии (теплохимии). [c.109]

    Применение закона Гесса избавляет от проведения большого числа излищних экспериментов в термохимии (так называется раздел химии, посвященный теплотам реакций и энергетическим свойствам веществ). Совершенно не обязательно измерять и табулировать изменение энтальпии каждой возможной химической реакции. Например, если известны теплота испарения жидкой воды [уравнение (2-10)] и теплота разложения пероксида водорода с образованием жидкой воды [уравнение (2-9)], то совсем не обязательно измерять теплоту разложения пероксида водорода с образованием водяного пара эту величину гораздо проще получить путем вычислений. Если какая-либо интересующая нас реакция трудно поддается проведению в лабораторных условиях, нужно попытаться подобрать последовательность легче осуществляемых реакций, сумма которых дает необходимую реакцию. После измерения изменений энтальпии для всех индивидуальных реакций в такой последовательности можно просуммировать соответствующие изменения энтальпии подобно самим химическим уравнениям и найти теплоту труднопроводимой реакции.  [c.92]

    Термохимия — один из разделов химической термодинамики, изучающей закономерности протекания химических реакций на основе теплот, которые им сопутствуют. Химические реакции связаны с изменением внутренней энергии и энтальпии веществ. Если химические реакции проводят при V= onst или P= onst, то изменения термодинамических функций равны соответствующим теплотам, то есть  [c.64]

    Известно, что все химические реакции сопровождаются определенным энергетическим эффектом, т, е. выделением или поглощением эпергпп в том илн ипом виде. Чаще всего наблюдается при химических реакциях выделение или поглощение теплоты. Количественно ьнергетический эффект выражается посредством записи в уравнении реакции значения выделенной или поглощенной энергии. Так как в уравнении реакции формула каждого вещества символизирует его количество, равное одному молю, а коэффициент при формуле—число молей этого вещества, то значение энергии, записапное в уравнении, относят к обозначенным в уравнении количествам исходных и получившихся веществ. Значение выделенной эиергии записывают обычно в правой части уравнения со знаком плюс, а поглощенной — со знаком минус. В первом случае реакцию называют экзотермической, во втором — эндотермической. Уравнения, отражающие ие только сохранение массы, но и сохранение энергии при химических реакциях, называются тер.но.химическими. Термохимия — это раздел науки, изучающий взаимные превращения химической и тепловой энергии. Термохимические уравнения обладают всеми свойствами алгебраических равенств и, таким образом, с ними можно совершать и алгебраические операции, [c.76]

    Превращения энергии при химических реакциях. Термохимия. При химических превращениях освобождается часть содержащейся в веществах энергии. Измеряя количество теплоты, выделяющееся при реакции (так называемый тепловой эффект реакции), мы мoжe.vI судить об из.менении этого запаса. [c.173]

    Первый закон термодинамики. Раздел химической термодинамики, посвященный изучению тепловых эффектов химических реакций, теплоемкостей веществ и других связанных, с ними величин, называется термохимией. В основе изучения термохпмических процессов лежит первый закон термодинамики, закон сохранения и превращения энергии. Согласно первому закону теплота Q, поглощенная системой при переходе из начального состояния в конечное, идет на увеличение ее внутренней энергии U и на соверщение работы против внещних сил, в частности против внешнего давления =p(v2 Vi) =pAv  [c.33]

    Количество теплоты, которое выделяется или поглощается в результате химической реакции, называют тепловым эффектом химической реакции и обычно обозначают символом Q. HsMepefuie тепловых эффектов химических реакций и их зависимости от температуры и давления является предметом изучения одного из разделов химии, называемого термохимией. В термохимии тепловой эффект химической реакции обычно измеряют в калориях (кал) или килокалориях (ккал), где 1 кал = 4,1868 дж. [c.122]

    Раздел химической термодинамики, изучаюший тепловые эффекты химических реакций, называется термохимией. В термохимии используется упрошенное представление о тепловом эффекте химической реакции, отвечающее условиям его независимости от пути процесса. Это теплота подведенная к системе в процессе реакции (или выделившаяся в результате. реакции) при постоянной температуре. [c.90]

какой буквой обозначается количество теплоты 

спіраль нагрівача склали у дві паралельні однакові ланки. Як змвниться потужність такого нагрівачаДам 90 балів ​

прлап1. Вантаж масою 20 кг перебуває на похилій площині з кутом нахилу 10°. Яку силу требаприкласти до вантажу вздовж схилу, щоб рівномірно стягнути й
…

ого вниз? Коефіцієнт тертявантажу об площину дорівнює 0,4.​

Яка напруга на затискачах електродів, якщов електролітичній ванні за 2 год добули67,1 галюмінію при потужності струму5 кВт?​

СРОЧНО 100 БАЛЛОВ!!!
Тело лежит на наклонной плоскости, составляющей с горизонтом угол АЛЬФА=21,8°. При каком предельном значении коэффициента трения
…

тело начнет скользить по наклонной плоскости. С обьяснением!!!
1) 0,37 2)0,4 3)0,63 4) 0,92

Стекло — это проводник электричества или диэлектрик?

СРОЧНО ПОМОГИТЕ ОТВЕТЬТЕ НА ДАННЫЙ ВОПРОС ДАЮ 30 БАЛЛОВ

ПОМОГИТЕ пожалуйста задание на фото

«Плоское зеркало»
1. Что называют плоским зеркалом?
1. Плоскую поверхность, зеркально отражающую свет
2. Плоскую прямоугольную поверхность, зеркально
…

отражающую свет
3. Плоскую круглую поверхность, зеркально отражающую свет
2. Где получается изображение предмета, отраженного в зеркале?
1. За зеркалом
2. Перед зеркалом
3. На зеркальной поверхности
3. Какое изображение получается в зеркале?
1. Мнимое
2. Действительное
3. Реальное
4. На каком расстоянии от зеркала получается изображение предмета?
1. На таком же, как и от зеркала до предмета
2. На большем, чем от зеркала до предмета
3. На меньшем, чем от зеркала до предмета
5. Выберите правильное утверждение.
1. Мнимое изображение предмета в плоском зеркале находится на таком же
расстоянии от зеркала, на каком находится сам предмет
2. Мнимое изображение предмета в плоском зеркале находится на большем
расстоянии от зеркала, чем на каком находится сам предмет
3. Мнимое изображение предмета в плоском зеркале находится на меньшем
расстоянии от зеркала, чем на каком находится сам предмет
6. Меняются ли размеры изображения предмета в плоском зеркале?
1. Да, увеличиваются
2. Да, уменьшаются
3. Нет, не меняются
7. Выберите верное утверждение.
1. Размеры изображения предмета в плоском зеркале равны размерам предмета
2. Размеры изображения предмета в плоском зеркале меньше размеров предмета
3. Размеры изображения предмета в плоском зеркале больше размеров предмета
8. Как соотносятся между собой предмет и его изображение в плоском зеркале?
1. Как тождественные объекты
2. Как симметричные объекты
3. Как подобные объекты
9. Как выглядит изображение правой руки?
1. Как правая рука
2. Как левая рука
3. Как рука, не существующая на самом деле
10. Где не применяются плоские зеркала?
1. В быту
2. В технике
3. В живой природе
«Преломление света»
1. Выберите правильное утверждение.
1. В воде скорость света меньше, чем в воздухе
2. В воде скорость света больше, чем в воздухе
3. В воде скорость света такая же, как в воздухе
2. Что является оптически более плотной средой?
1. Среда, в которой скорость распространения света меньше
2. Среда, в которой скорость распространения света больше
3. Среда, в которой скорость распространения света постоянно изменяется
3. Выберите верное утверждение.
1. Оптическая плотность среды характеризуется различной скоростью
распространения света
2. Оптическая плотность среды характеризуется постоянной скоростью
распространения света
3. Оптическая плотность среды характеризуется известной скоростью
распространения света
4. Выберите правильное утверждение.
1. Скорость распространения света больше в оптически менее плотной среде
2. Скорость распространения света больше в оптически более плотной среде
3. Скорость распространения света не зависит от оптической плотности среды
5. Чему равна скорость света в вакууме?
1. 300 000 км/с
2. 300 000 м/с
3. 300 000 км/ч
6. Чему равна скорость света в стекле?
1. 200 000 км/с
2. 200 000 км/ч
3. 200 000 м/с
7. В чем проявляется преломление света?
1. При переходе из одной среды в другую луч света изменяет направление на границе
раздела двух сред
2. При переходе из одной среды в другую луч света изменяет длину волны на границе
раздела двух сред
3. При переходе из одной среды в другую луч света изменяет частоту на границе
раздела двух сред
8. Верно ли утверждение: «Вода оптически более плотная, чем воздух»?
1. Верно
2. Не верно
3. Верно только при температуре, большей 50 градусов
9. Что такое показатель преломления света?
1. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления света
2. Отношение угла падения к углу преломления света
3. Отношение косинуса угла падения к косинусу угла преломления света
10. Почему мы видим звезды выше их истинного расположения в небе?
1. Потому что в атмосфере Земли происходит преломление света
2. Потому что звезды давно погасли и до нас доходит их свет, который они
испускали, пока были реальными небесными телами
3. Потому что Земля вращается вокруг своей оси

а) Укажите, что будет являться центромСистемыб) Напишите, какие измененияпроисходят на Земле при обращенииЗемли вокруг СолнцаB) Напишите, какие измене
…

нияпроисходят на Земле при вращенииЗемли вокруг своей оси​

1. Деталь із площею поверхні 45 см² необхідно вкрити шаром нікелю завтовшки 0,3 мм. При цьому сила струму в елек- тролітичній ванні становить 8,9 А. В
…

изначте час, витрачений на покриття деталі за таких умов. Густина нікелю 8900 кг/м. Електрохімічний еквівалент нікелю дорівнюе 0,3 мг/Кл. Відповідь подайте в секундах.
2. В електролітичній ванні за 10 хв виділилося 0,33 г міді. Опiр розчину мідного купоросу становить 3,6 Ом. Визначте потужність струму, який проходить через розчин. Електро- xімічний еквівалент міді дорівнюе 0,33 мг/Кл.​ помогите срочно

Теплота Работа .

Теплота

Передача энергии, вызываемая разностью температур между системой и ее окружением или между одной системой и другой системой, называется передачей теплоты. Количество энергии, передаваемой таким образом, обозначается буквой q. Количество переданной теплоты пропорционально массе т системы и изменению температуры

, вызванному этой передачей энергии:

Если точно известно, из какого вещества состоит система, и это вещество можно охарактеризовать его удельной теплоемкостью с, то приведенное выше соотношение приобретает следующий вид:

Удельная теплоемкость вещества это энергия, необходимая для повышения температуры одного килограмма данного вещества на один кельвин. Например, удельная теплоемкость воды равна

Молярная теплоемкость вещества-это энергия, необходимая для повышения температуры одного моля данного вещества на один кельвин. Молярная теплоемкость обозначается символом Сm.

Теплота не является свойством системы. Поэтому она не может быть функцией состояния. Например, стакан воды может иметь температуру 50 0C, но нельзя сказать, что он имеет теплоту. Чтобы нагреть воду до 50 °С, ей необходимо передать энергию, конечно если предполагается, что сначала она имела более низкую температуру. И наоборот, если стакан воды сначала имел более высокую температуру, то, чтобы понизить ее до 50 °С, нужно передать часть энергии системы ее окружению. Таким образом, мы убеждаемся, что энергия (теплота), передаваемая системе или системой, не описывает состояние системы. Она описывает только то, что происходит с системой, прежде чем она достигнет конечного состояния, которое в нашем примере характеризуется температурой 50 °С.

Работа

Работа тоже является формой передачи энергии от одной системы к другой или от системы к ее окружению. Система выполняет работу, если система действует с некоторой силой, направленной на преодоление сопротивления. Величина выполненной работы равна произведению силы и расстояния, на котором эта сила преодолевает сопротивление:

Работа = Сила х (Расстояние перемещения в направлении действия силы)

Работа, с которой чаще всего приходится иметь дело в химии, связана с расширением системы. Такое расширение происходит, например, при выделении газа в ходе химической реакции (рис. 5.3). В таком случае работа w, выполняемая системой, определяется выражением

где P внешнее давление, a ΔV-изменение объема системы. Для многих химических реакций, выполняемых в лабораторных условиях, внешнее давление просто совпадает с атмосферным давлением. Знак минус в приведенном выше уравнении соответствует тому, что работа выполняется системой, а следовательно, система теряет энергию.

Оглавление:

Тепловой эффект химических реакций

Цель: расширить представления о
классификации химических реакций.

Задачи:

Образовательная: ввести понятия
об экзо- и эндотермических процессах на
конкретных примерах; ознакомить обучающихся с
выражением экзо- и эндотермических процессов
через термохимические уравнения как условные
отображения закона сохранения массы и энергии;
способствовать формированию познавательного
интереса к химии;

Развивающая: продолжать развитие
химического мышления; совершенствовать
грамотную химическую речь; продолжать развивать
умения наблюдать и объяснять химические явления.

Воспитательная: способствовать
формированию экологической культуры и бережного
отношения к окружающей среде; побудить к
активной работе мысли.

Тип урока: изучение нового материала с
использованием информационных технологий.

Ход урока

1. Организационный момент (1 мин.)

Приложение 1.

Слайд 1. Приветствие. Представление.

2. Фронтальный опрос. Повторение ранее
изученного.

— В жизни нас с вами окружает множество
физических явлений и химических реакций. Давайте
вспомним, а с какими типами химических реакций вы
уже знакомы?

— Если несколько веществ образуют одно – это
тип…

Соединение.

Слайд 2.

— Под какими буквами находится реакция типа
соединения?

А) и Д).

Слайд 2.

— Проверяем. Молодцы!

— А если, наоборот, из одного вещества –
несколько? Это тип…

Разложение.

— Найдите их на слайде.

Б) и Г).

Слайд 2.

Проверяем. Молодцы!

— А если кто-то встаёт на место другого? Это тип…

Замещение.

— И эта реакция на слайде под буквой?

В)

Слайд 2.

Молодцы! Правильно.

Слайд 2.

— А назовите мне, пожалуйста, регенты в первой
реакции.

В первой реакции реагенты – фосфор и
кислород.

— Какое количество фосфора и какое количество
кислорода участвует в реакции? Определите по
коэффициентам.

4 моль фосфора и 5 моль кислорода.

— Какое количество оксида фосфора (V) образуется?

2 моль.

Молодцы!

— А теперь ответьте мне на такие же вопросы по
второй реакции.

Во второй реакции реагенты – сера и кислород:
серы 1 моль, кислорода 1 моль. Образуется 1 моль
оксида серы (IV).

3. Актуализация темы. Новый материал.

Молодцы!

— А как называются реакции взаимодействия
веществ с кислородом?

Окисление.

Слайд 2.

— Молодцы!

— А если при окислении выделяется тепло и свет,
как называются такие реакции?

Горение.

Слайд 3.

— Молодцы!

— Так вот, химические реакции проходят либо с
выделением тепла, либо с его поглощением, то есть
с тепловым эффектом. И так, запишем в тетради
число и тему урока.

Внимание на слайд.

Слайд 4.

Запись в тетради: “Тепловой эффект химических
реакций”.

— А как по-вашему, что такое тепловой эффект?

Варианты ответов.

А точнее, внимание на слайд.

Слад 4.

Запись в тетрадь.

“Тепловой эффект – это количество теплоты,
которое выделяется или поглощается при
химической реакции”. Обозначается буквой “ку”
и измеряется в килоджоулях.

— А как вы думаете, как называются химические
уравнения, в которых указывается тепловой
эффект?

Варианты ответов.

Внимание на слайд.

Слайд 4.

Запись в тетрадь.

“Химические уравнения, в которых указывается
тепловой эффект, называются термохимические”.

Слайд 5.

— Раз уж мы выяснили, что тепловой эффект – это
количество теплоты, значит, его можно измерить. И
делают это прибором калориметром.

Слайд 6.

— Давайте попробуем назвать реакции с
выделением тепла, добавляя соответствующую
приставку “экзо”.

Варианты ответов.

Внимание на слайд.

Слайд 6.

Запись в тетрадь.

“Реакции, происходящие с выделение тепла,-
экзотермические”

— А как мы можем показать в уравнении, что
теплота выделяется?

Варианты ответов.

Внимание на слайд.

Слайд 6.

Запись в тетрадь.

“+ Q”

Слайд 6.

— Запишите примеры экзотермических реакций.

— А теперь давайте проговорим и запишем про
реакции, происходящие с поглощением тепла.

Реакции, происходящие с поглощением тепла, -
эндотермические. В уравнениях обозначаются “-
Q”.

Слайд 7.

Запись в тетрадь.

4. Рефлексия. Применение полученных знаний
в жизни.

— Давайте поразмышляем над следующей
информацией.

Слайд 8.

— Сорные куры строят гнёздо из мусора и гниющих
остатков растений. В него на определённую
глубину они откладывают яйца. Самец время от
времени помещает клюв в эту кучу мусора и
частично раскидывает её сверху или, наоборот,
делает выше. Для чего он это делает?

В гнезде происходит медленное окисление с
постепенным выделением теплоты. Птица клювом,
как термометром, измеряет температуру в гнезде.
Если жарко, самец раскидывает кучу. И наоборот,
нагребает её, если прохладно.

5. Домашнее задание.

— Приведите один пример экзо- или
эндотермической реакции в природе.

6. Проверка качества усвоенного материала.

— Закройте, пожалуйста, тетради. Сейчас вы
работаете на листочках.

В первом задании вам нужно дополнить
предложение.

Во втором и третьем заданиях выбрать
единственно правильный ответ.

7. Подведение итогов за урок.

Слайд 9.

Выставление оценок. Благодарность за работу на
уроке.

Используемая литература: И.В.Маркина.
Современный урок химии. Технологии, приемы,
разработки учебных занятий. Издательство
“Академия развития”, 2008.

17,4: Теплоемкость и удельная теплоемкость

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

1. Теплоемкость и удельная теплоемкость
2. Резюме
3. Авторы и атрибуты

Если бы бассейн и детский бассейн, наполненные водой с одинаковой температурой, подвергались одинаковому воздействию тепловой энергии, детский бассейн был бы наверняка температура поднимется быстрее, чем в бассейне.\text{o} \text{C} \right)\)»> 0,233

Обратите внимание, что вода имеет очень высокую удельную теплоемкость по сравнению с большинством других веществ. Вода обычно используется в качестве охлаждающей жидкости для оборудования, поскольку она способна поглощать большое количество тепла (см. Таблицу выше). Прибрежный климат намного более умеренный, чем внутренний климат из-за наличия океана. Вода в озерах или океанах поглощает тепло из воздуха в жаркие дни и отдает его обратно в воздух в прохладные дни.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \) : Эта электростанция в Западной Вирджинии, как и многие другие, расположена рядом с большим озером, поэтому воду из озера можно использовать в качестве охлаждающей жидкости. Прохладная вода из озера закачивается в растение, а более теплая вода выкачивается из растения и возвращается в озеро. (CC BY-NC; CK-12)

Краткое содержание

Определены теплоемкость и удельная теплоемкость.

Авторы и ссылки

• Фонд CK-12 Шэрон Бьюик, Ричард Парсонс, Тереза ​​Форсайт, Шонна Робинсон и Жан Дюпон.

Теплота реакции | химия

Теплота реакции , количество тепла, которое должно быть добавлено или удалено во время химической реакции, чтобы поддерживать все присутствующие вещества при одинаковой температуре. Если давление в сосуде, содержащем реагирующую систему, поддерживается на постоянном уровне, измеренная теплота реакции также представляет собой изменение термодинамической величины, называемой энтальпией, или теплосодержанием, сопровождающее процесс — i.е., разница между энтальпией веществ, присутствующих в конце реакции, и энтальпией веществ, присутствующих в начале реакции. Таким образом, теплота реакции, определяемая при постоянном давлении, также обозначается энтальпией реакции, представленной символом Δ H . Если теплота реакции положительная, реакция считается эндотермической; если отрицательный, экзотермический.

Энергетические профили каталитических и термических (некаталитических) реакций в газовой фазе.

Британская энциклопедия, Inc.

Подробнее по этой теме

термодинамика: энтальпия и теплота реакции

Как обсуждалось выше, изменение свободной энергии Wmax = −ΔG соответствует максимально возможному полезному …

Прогнозирование и измерение тепловых эффектов, сопровождающих химические изменения, важны для понимания и использования химических реакций.Если сосуд, содержащий реагирующую систему, изолирован таким образом, что тепло не поступает в систему и не выходит из нее (адиабатические условия), тепловой эффект, сопровождающий превращение, может проявляться в повышении или понижении температуры, в зависимости от обстоятельств, присутствующих веществ. Точные значения теплоты реакций необходимы для правильного проектирования оборудования для использования в химических процессах.

Поскольку нецелесообразно производить измерение тепла для каждой реакции, которая происходит, и поскольку для некоторых реакций такое измерение может быть даже невозможным, принято оценивать теплоту реакций из подходящих комбинаций скомпилированных стандартных тепловых данных.Эти данные обычно принимают форму стандартных значений теплоты образования и теплоты сгорания. Стандартная теплота образования определяется как количество тепла, поглощаемого или выделяемого при 25 ° C (77 ° F) и давлении в одну атмосферу, когда один моль соединения образуется из составляющих его элементов, причем каждое вещество находится в своем нормальном физическом состоянии. (газ, жидкость или твердое тело). Теплота образования элемента произвольно принимается равной нулю. Стандартная теплота сгорания аналогичным образом определяется как количество тепла, выделяющееся при 25 ° C и давлении в одну атмосферу, когда один моль вещества сжигается в избытке кислорода.Метод расчета теплоты реакций по измеренным значениям теплоты образования и горения основан на принципе, известном как закон суммирования теплоты Гесса.

Энтальпия | Безграничная химия

Внутренняя энергия и энтальпия

Энтальпия реакции измеряет тепло, выделяемое / поглощаемое реакцией, которая происходит при постоянном давлении.

Цели обучения

Проверить энтальпию реакции

Основные выводы

Ключевые моменты

• При постоянном объеме теплота реакции равна изменению внутренней энергии системы.
• При постоянном давлении теплота реакции равна изменению энтальпии системы.
• Большинство химических реакций происходит при постоянном давлении, поэтому энтальпия чаще используется для измерения теплоты реакции, чем внутренняя энергия.

Ключевые термины

• энтальпия : В термодинамике показатель теплосодержания химической или физической системы.
• внутренняя энергия : свойство, характеризующее состояние термодинамической системы, изменение которого равно поглощенному теплу за вычетом работы, совершаемой системой.
• первый закон термодинамики : Тепло и работа являются формами передачи энергии; внутренняя энергия замкнутой системы изменяется по мере того, как тепло и работа передаются в нее или из нее.

В термодинамике работа ( W ) определяется как процесс передачи энергии от одной системы к другой. Первый закон термодинамики гласит, что энергия замкнутой системы равна количеству тепла, подводимого к системе, за вычетом количества работы, выполняемой системой над своим окружением.Количество энергии для замкнутой системы записывается следующим образом:

[латекс] \ Delta U = Q — W [/ латекс]

В этом уравнении U — это полная энергия системы, Q — тепло, а Вт — работа. В химических системах наиболее распространенным типом работы является работа давления-объема ( PV ), при которой объем газа изменяется. Подставляя это для работы в приведенное выше уравнение, мы можем определить изменение внутренней энергии для химической системы:

[латекс] \ Delta U = Q-P \ Delta V [/ латекс]

Изменение внутренней энергии при постоянном объеме

Давайте рассмотрим изменение внутренней энергии [латекс] \ Delta U [/ латекс] при постоянном объеме.При постоянном объеме [латекс] \ Delta V = 0 [/ латекс] уравнение для изменения внутренней энергии сводится к следующему:

[латекс] \ Delta U = Q_V [/ латекс]

Нижний индекс V добавлен к Q , чтобы указать, что это теплопередача, связанная с химическим процессом при постоянном объеме. Однако эту внутреннюю энергию часто очень трудно вычислить в реальных условиях, потому что химики, как правило, проводят свои реакции в открытых колбах и стаканах, которые позволяют газам уходить в атмосферу.Следовательно, объем не поддерживается постоянным, и вычисление [латекс] \ Delta U [/ латекс] становится проблематичным. Чтобы исправить это, мы вводим понятие энтальпии , которое гораздо чаще используется химиками.

Стандартная энтальпия реакции

Энтальпия реакции определяется как внутренняя энергия реакционной системы, плюс произведение давления и объема. Выдается:

[латекс] H = U + PV [/ латекс]

Добавив термин PV , можно измерить изменение энергии в химической системе, даже если эта система действительно воздействует на окружающую среду.Чаще всего нас интересует изменение энтальпии данной реакции, которое можно выразить следующим образом:

[латекс] \ Delta H = \ Delta U + P \ Delta V [/ латекс]

Когда вы запускаете химическую реакцию в лаборатории, реакция происходит при постоянном давлении, потому что атмосферное давление вокруг нас относительно постоянно. Мы рассмотрим изменение энтальпии для реакции при постоянном давлении, чтобы понять, почему энтальпия является таким полезным понятием для химиков.

Энтальпия реакции при постоянном давлении

Давайте еще раз посмотрим на изменение энтальпии для данного химического процесса.Выдается следующим образом:

[латекс] \ Delta H = \ Delta U + P \ Delta V [/ латекс]

Однако мы также знаем, что:

[латекс] \ Delta U = Q-W = Q-P \ Delta V [/ латекс]

Подставляя для объединения этих двух уравнений, получаем:

[латекс] \ Delta H = Q-P \ Delta V + P \ Delta V = Q_P [/ latex]

Таким образом, при постоянном давлении изменение энтальпии просто равно количеству тепла, выделяемого / поглощаемого в результате реакции. Из-за этого отношения изменение энтальпии часто называют просто «теплотой реакции».”

Энтальпия : Объяснение того, почему энтальпию можно рассматривать как «теплосодержание» в системе постоянного давления.

Экзотермические и эндотермические процессы

Эндотермические реакции поглощают энергию из окружающей среды, а экзотермические реакции выделяют энергию в окружающую среду.

Цели обучения

Различают эндотермические и экзотермические реакции

Основные выводы

Ключевые моменты

• Все химические реакции включают передачу энергии.
• Эндотермические процессы требуют подвода энергии для протекания и обозначаются положительным изменением энтальпии.
• Экзотермические процессы по завершении высвобождают энергию, что обозначается отрицательным изменением энтальпии.

Ключевые термины

• экзотермический : Химическая реакция, при которой выделяется энергия в виде тепла.
• энтальпия : В термодинамике показатель теплосодержания химической или физической системы.
• эндотермический : Химическая реакция, в результате которой поглощается тепловая энергия из окружающей среды.

Все химические процессы сопровождаются изменениями энергии. Когда реакция продолжается, она либо выделяет энергию, либо поглощает энергию из своего окружения. В термодинамике эти два типа реакций классифицируются как экзотермические и эндотермические соответственно. Легкий способ запомнить разницу между этими двумя типами реакций — это их префиксы: эндо- означает втягивать, а экзо- означает отдавать.Мы рассмотрим эти концепции более подробно после введения концепции энтальпии.

Энтальпия

Энтальпия (обозначенная как H) — это мера полной энергии системы, которая часто выражает и упрощает передачу энергии между системами. Поскольку полную энтальпию системы нельзя измерить напрямую, мы чаще всего называем изменением энтальпии для конкретной химической реакции. При постоянном давлении изменение энтальпии равно количеству выделяемого тепла или поглощенного тепла в данной химической реакции:

[латекс] \ Delta H = q_ {rxn} [/ латекс]

Из-за этого соотношения изменение энтальпии [латекс] \ Delta H [/ латекс] часто называют «теплотой реакции.”

Экзотермические реакции

Экзотермические реакции — это реакции или процессы, в которых выделяется энергия, обычно в форме тепла или света. В экзотермической реакции выделяется энергия, потому что общая энергия продуктов меньше, чем полная энергия реагентов. По этой причине изменение энтальпии [латекс] \ Delta H [/ латекс] для экзотермической реакции всегда будет отрицательным . В присутствии воды сильная кислота быстро диссоциирует и выделяет тепло, поэтому это экзотермическая реакция.

Экзотермическая реакция : В экзотермической реакции общая энергия продуктов меньше, чем полная энергия реагентов. Следовательно, изменение энтальпии отрицательное, и тепло выделяется в окружающую среду.

Эндотермические реакции

Эндотермические реакции — это реакции, для протекания которых требуется внешняя энергия, обычно в виде тепла. Поскольку эндотермические реакции забирают тепло из окружающей среды, они, как правило, вызывают охлаждение окружающей среды.Они также обычно не являются самопроизвольными, поскольку в результате эндотермических реакций образуются более энергетические продукты, чем реагенты. Таким образом, изменение энтальпии для эндотермической реакции всегда составляет положительных значений . Чтобы растопить кубик льда, требуется тепло, поэтому процесс является эндотермическим.

Эндотермическая реакция : При эндотермической реакции продукты имеют более высокую энергию, чем реагенты. Следовательно, изменение энтальпии положительное, и в результате реакции тепло поглощается из окружающей среды.

Будет ли реакция эндотермической или экзотермической, зависит от направления, в котором она протекает; некоторые реакции обратимы, и когда вы превращаете продукты обратно в реагенты, изменение энтальпии будет противоположным.

Эндотермические и экзотермические реакции : Пол Андерсен объясняет, как тепло может поглощаться при эндотермических реакциях или выделяться при экзотермических реакциях. Энергетическая диаграмма может использоваться для отображения движения энергии в этих реакциях, а температура может использоваться для их макроскопического измерения.

Термохимические уравнения

Термохимические уравнения — это химические уравнения, которые включают изменение энтальпии реакции, [латекс] \ Delta H_ {rxn} [/ latex].

Цели обучения

Приведите примеры термохимических уравнений

Основные выводы

Ключевые моменты

• Если [латекс] \ Delta H [/ latex] отрицательный, реакция экзотермическая; если [латекс] \ Delta H [/ латекс] положительный, реакция эндотермическая.
• Термохимические уравнения имеют общий вид: [латекс] A + B \ rightarrow C, \ Delta H = (\ pm n) [/ latex].
• Значение энтальпии зависит от условий реакции, а также от концентрации реагентов и продуктов.

Ключевые термины

• термохимическое уравнение : специальный тип уравнения, обозначающий общее изменение энергии.
• энтальпия : В термодинамике показатель теплосодержания химической или физической системы.
• Закон Гесса : гласит, что изменение энтальпии для реакции одинаково, независимо от того, происходит ли она на одном этапе или в серии этапов.

Энтальпия (H) — это мера энергии в системе, а изменение энтальпии обозначается как [латекс] \ Delta H [/ latex]. Поскольку энтальпия является функцией состояния, значение [латекс] \ Delta H [/ latex] не зависит от пути, по которому реакции достигают продуктов. Значения [латекс] \ Delta H [/ латекс] могут быть определены экспериментально при стандартных условиях.

Термохимическое уравнение — это сбалансированное стехиометрическое химическое уравнение, которое включает изменение энтальпии.Уравнения имеют вид: [латекс] A + B \ rightarrow C, \: \ Delta H = (\ pm n) [/ latex]

Термохимические уравнения для эндотермических реакций

Знак значения [латекс] \ Delta H [/ латекс] указывает, является ли система эндотермической или экзотермической. В эндотермической системе значение [латекс] \ Delta H [/ латекс] положительно, поэтому реакция поглощает тепло в системе. Уравнение принимает вид:

[латекс] \ text {heat} + A + B \ rightarrow C, \; \ Delta H = + [/ latex]

Обратите внимание, что в эндотермической реакции, подобной описанной выше, мы можем рассматривать тепло как реагент , точно так же, как A и B.

Термохимические уравнения экзотермических реакций

В экзотермической системе значение [латекс] \ Delta H [/ латекс] отрицательно, поэтому в результате реакции выделяется тепло. Уравнение принимает вид:

[латекс] A + B \ rightarrow C + \ text {heat}, \: \ Delta H = — [/ latex]

Обратите внимание, что здесь мы можем думать о тепле как о продукте в реакции.

[латекс] \ Delta H [/ латекс] зависит как от фазы (твердая, жидкая или газовая), так и от молярных соотношений реагентов и продуктов.Следовательно, все термохимические уравнения должны быть сбалансированы стехиометрически. Это становится важным, когда мы начинаем работать с законом Гесса.

Термохимические уравнения : Термохимические уравнения могут описывать эндотермические или экзотермические реакции.

CHEM 101 — Общая химия, тема

ОБЩИЕ ТЕМЫ ХИМИИ

Тепловая мощность

Что такое тепло?
Теплоемкость. Пример теплоемкости.Изменение энергии, связанное с процессом: пример изменения фазы

Одна из форм энергии
Наиболее тесно с химическими изменениями связано выделение тепла.
Реакции горения, которые нагревают наши дома и наши тела, иллюстрируют эту связь между
химические изменения и термические эффекты.
Выделение тепла часто рассматривается как свидетельство того, что происходит химическая реакция,
хотя многие физические процессы также выделяют тепло.Здесь мы более подробно исследуем природу тепла как формы энергии,
и узнайте больше о том, как он измеряется, передается и преобразуется из других форм энергии.
Эти соображения послужат основой для изучения того, что называется
химическая термодинамика .

Что такое тепло?

Тепло — это обмен «тепловой» энергией за счет разницы температур.
Рассмотрим изолированную систему, состоящую из двух подсистем изначально при двух разных температурах.

Происходит передача энергии от подсистемы 2 с более высокой температурой к подсистеме 1 с более низкой температурой.
Количество энергии, которое можно измерить, обозначается как q .
Этот процесс, основные черты которого мы все испытали, происходит спонтанно.
Противоположный процесс, самопроизвольный перенос энергии между двумя подсистемами
(вместе составляя единую изолированную систему) первоначально при одной и той же температуре,
приводя к разнице температур, никогда не встречается.Это верно, даже если такой процесс не нарушит первый закон термодинамики.
Предсказание спонтанности основывается на применении второго закона термодинамики.
Отличительной особенностью является то, что самопроизвольный процесс приводит к увеличению
энтропия

системы, тогда как в обратном случае энтропия уменьшится.
Разница температур может быть вызвана только поступлением энергии из окружающей среды.
( e.г . от пламени или горелки), и в этом случае система перестает быть изолированной.

Несмотря на важность второго закона и энтропии, для нас на данный момент это сложная тема, которую должны исследовать те, кто заинтересован в изучении большего, чем то, что указано в программе 101. Основная идея здесь заключается в том, что в просторечии термин «тепло» может быть определен с научной точки зрения как форма энергии, которая передается между двумя системами в тепловом контакте из-за разницы температур Δ T между ними.Также очень важно отметить, что применение первого закона термодинамики к этому примеру дает следующие соотношения:

Δ E = q _sys + w _sys = 0 (поскольку система изолирована)

q _sys = 0 и w _sys = 0 (поскольку система изолирована)

q _sys = q ₁ + q ₂ = 0

q ₁ = — q ₂ ( q ₁ > 0; q ₂ <0)

Мы можем применить эти основные концепции к измерению энергии, производимой или потребляемой в виде тепла q для различных процессов, таких как фазовые превращения, образование растворов и химические реакции.Измерение энергии, производимой или потребляемой в процессе, называется калориметрией .

Теплоемкость

Прежде чем мы сможем познакомиться с методами калориметрии, нам необходимо принять во внимание тот факт, что одно и то же количество энергии будет давать разные значения для Δ T при передаче разным веществам в виде тепла, q . Например, 1 калория (калория) энергии изначально определялась как количество энергии, необходимое для повышения температуры 1 г воды на 1 ° C.Это же количество энергии повысит температуру 1 г металла на значительно большую величину: 1 кал повышает температуру свинца почти на 33 ° C! Кажется, что вещества различаются по своей способности принимать или распределять внутреннюю тепловую энергию. Это подводит нас к определению количественной теплоемкости.

Общая теплоемкость — это обширная переменная с единицами измерения Дж ° C ^-1 (или Дж К ^-1 ). экстенсивная переменная или количество — это переменная, которая зависит от количества рассматриваемого вещества.Например, масса и объем являются экстенсивными величинами. Интенсивное количество — это количество, которое не зависит от количества вещества, но одинаково независимо от того, на сколько предметов мы смотрим. Плотность, которая представляет собой отношение двух экстенсивных величин, массы и объема, является хорошим примером интенсивного количества. Плотность чистого вещества, такого как железо или вода, одинакова, исследуем ли мы большой или маленький образец этого вещества.

Полезно определить интенсивные величины , удельная теплоемкость (единицы Дж, г ⁻¹ ° C, ⁻¹ ) или молярная теплоемкость (единицы, Дж моль ⁻¹ ° C, ⁻¹ ).Эти определения показаны на рисунке (вверху справа).

Определение удельной теплоемкости (иногда называемой просто удельной теплоемкостью) влечет за собой очень важное соотношение для калориметрии:

Это уравнение утверждает, что энергия, получаемая или теряемая системой (здесь давайте думать о системе как об образце чистого вещества массой м , которое остается единственной гомогенной фазой), поскольку тепло определяется как масса, умноженная на удельную теплоемкость умноженное на изменение температуры Δ T , которое происходит.

Пример теплоемкости

В качестве приложения теплоемкости и в качестве предварительного упражнения к нашему лечению калориметрии,
давайте рассмотрим общую проблему нахождения конечной температуры с учетом масс, начальных температур,
и удельная теплоемкость подсистем 1 и 2 в приведенном выше примере передачи тепловой энергии.

Если мы используем отношения, показанные слева, мы можем легко найти одну из семи переменных ( m ₁ , m ₂ , C _{s, 1} , C _{s, 2} , T ₁ , T ₂ , T _f ) с учетом значений остальных шести.

Пример : Кусок свинца (Pb) весом 150 г, нагретый до 100,0 ° C, помещают в 50,0 г воды при начальной температуре 22,0 ° C. Учитывая удельную теплоемкость свинца и воды при 0,128 и 4,184 Дж / г ^-1 ° C ^-1 , соответственно, и предполагая, что тепло не теряется в окружающую среду, рассчитайте конечную температуру свинца и воды.

Изменение энергии, связанное с процессом: пример изменения фазы

Процесс передачи энергии может происходить с теплом q ≠ 0, но при Δ T = 0! Другими словами, возможен обмен тепловой энергией без изменения температуры.Давайте проанализируем энергетику простого примера с фазовым переходом. Наша система представляет собой кубик льда массой 18 г при температуре точно 0 ° C. Предположим, что окружающая среда немного теплее, поэтому происходит самопроизвольный перенос энергии.

Система будет увеличивать энергию в результате, так как q > 0 и (по причинам, которые станут очевидными в ближайшее время) работа, выполняемая системой или ею, незначительна. Таким образом,

Δ E ≈ q

Что происходит при этих обстоятельствах? Лед тает, постепенно все превращается в жидкую воду.В то же время наблюдается, что температура системы остается постоянной, пока остается часть льда. Куда уходит энергия q , если Δ T = 0?

Ответ заключается в том, что для фазового перехода требуется энергия,
вход в систему, эквивалентный так называемой молярной теплоте плавления. В
вода

все молекулы льда находятся во взаимодействии друг с другом водородными связями,
особенно сильный тип межмолекулярной силы притяжения,
и молекулы льда, полностью связанные водородными связями, тем самым запираются в упорядоченную решетку.
что придает кубику льда форму и твердость, характерные для твердой фазы.Некоторые из этих взаимодействий водородных связей должны быть разорваны, чтобы молекулы воды
может получить свободу движения, характерную для жидкой фазы.
Практически вся энергия, которую система кубиков льда получает от окружающей среды
должен дать молекулам воды достаточную кинетическую энергию, чтобы сломаться и ослабить достаточно
водородных связей, чтобы осуществить полный фазовый переход.
После того, как весь лед превращается в воду, дальнейшее поступление энергии q
из окружающей среды начнет повышать температуру жидкой воды.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
  Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
  браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
  Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie
потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Удельная теплоемкость — Концепция — Видео по химии от Brightstorm

Хорошо, давайте поговорим об удельной теплоемкости, которую мы будем обозначать буквой c. Это количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 грамма вещества на 1 градус Цельсия или 1 Кельвин. Причина, по которой они могут быть заменены местами, заключается в том, что они имеют одинаковые значения приращения, которые они могут переключать. Итак, когда мы говорим о тепле, мы на самом деле измеряем тепло и энергию, и давайте поговорим о числах, которые вы на самом деле будете видеть в единицах измерения, поэтому мы измеряем энергию в калориях или джоулях.Таким образом, 1 калория равна 4,184 джоулей, но это не та калория, которую вы видите на этикетке продукта, это на самом деле калория с заглавной буквой C, которая на самом деле 1 килограмм калорий, а это — тысяча калорий или 4 184 джоулей. Итак, понимая, что означают эти числа, когда мы говорим о тепле, давайте вернемся к разговору об удельной теплоте, которая измеряется в джоулях на грамм градусов Цельсия.

Давайте поговорим об удельной теплоемкости воды, вода имеет удельную теплоемкость 4,184 джоулей на грамм градусов Цельсия и что это значит? Это означает, что на каждый грамм воды, которую вы хотите поднять на 1 градус Цельсия, требуется 4.184 джоулей энергии. На самом деле это относительно много по сравнению с остальными данными в этой таблице и с большинством веществ. Это потому, что для нагрева воды требуется много энергии, если вы думаете о том, когда вы кипятите воду на плите или о чем-то, что на самом деле требуется много времени и много тепла, чтобы она действительно поднялась, перешла из жидкого состояния в до достижения газообразного состояния. Удельная теплоемкость льда на самом деле разная для каждого состояния вещества, поэтому для повышения температуры льда потребуется всего 2 секунды.03 джоулей тепла, чтобы поднять 1 грамм вещества на 1 градус Цельсия.

И пар — то же самое, требуется всего 2,01, поэтому для повышения температуры льда или пара требуется вдвое меньше энергии по сравнению с водой. Алюминий также относительно высок по сравнению с другими металлами. Металлы обычно имеют очень низкую удельную теплоемкость. Но на самом деле алюминий довольно высок — 0,897 джоулей на грамм градуса Цельсия, поэтому чем ниже значение, тем легче ему нагреться. Хорошо, когда мы используем это в настоящих формулах и на самом деле говорим о количестве необходимого тепла или о том, насколько изменилась температура или какая масса нам нужна для определенных веществ.Итак, мы собираемся использовать эту формулу, q равно mc delta t или q равно m cad. q означает, когда мы говорим о тепле, является символом тепла и обычно измеряется в джоулях, может быть измерено в килоджоулях или калориях, которые не имеют значения, но это q представляет количество необходимого тепла или требуемого тепла или энергия.

м — это наш символ массы, обычно измеряемой в граммах, c — это удельная теплоемкость этого конкретного вещества, а дельта t — это изменение, которое может быть снова, оно может быть либо в градусах Кельвина, либо в градусах Цельсия, это не имеет значения. потому что это изменение тепла.Теперь поговорим о том, как это влияет на диаграмму фазового перехода. Хорошо, это диаграмма фазового перехода для воды, позвольте мне ее записать. Хорошо, обратите внимание, если вы посмотрите на наклоны изменения энергии при повышении температуры твердого тела по сравнению с жидкостью. Обратите внимание, твердое тело имеет более крутой наклон, чем жидкость, потому что жидкости требуется больше энергии для повышения температуры на грамм, чем твердое тело или газ. На самом деле они более крутые, чем для жидкости, поэтому это также влияет на диаграмму фазового перехода, и это из-за удельной теплоемкости.

Давайте вместе решим проблему и выясним, как это на самом деле влияет на другие вещи. Итак, у нас есть архитектор, и он действительно заинтересован в устойчивой энергетике. Таким образом, архитектор проектирует дом, который частично нагревается солнечной энергией, тепло от солнца будет накапливаться в солнечном пруду, как и в другом бассейне. Итак, у нас есть пруд, с которым мы имеем дело. Он состоит из 14 500 килограммов гранитной породы, а внутри он содержит 22 500 килограммов воды.Хорошо вместе, гранит и вода поглощают тепло днем ​​и выделяют его ночью, а затем ночью отдают в дом, нагревая его ночью. Архитектор обнаружил, что температура солнечного пруда повышается на 22 градуса по Цельсию днем ​​и опускается до 22 градусов по Цельсию ночью. Итак, сколько энергии он выделяет и поглощает в течение дня? Итак, давайте подчеркнем то, что у нас есть, информацию, которая у нас есть.

Давайте начнем с воды, так как у нас есть 2 вещества — гранит и вода, количество энергии, которое на самом деле требуется, общее количество энергии будет равно q гранита плюс q h3O плюс, причем q, как мы знаем, равно mc delta t.Хорошо, давайте сначала займемся водой, хорошо, колодец, колодец, вода, у нас есть масса 22 500 килограммов, и мы хотим, чтобы она была в граммах. Итак, мы сделаем это 2,25 раза по 10 до седьмого грамма, хорошо. C воды или удельная теплоемкость воды составляет 4,184 джоулей на грамм градусов Цельсия. Причина, по которой я хотел это даже в граммах и не мог использовать килограммы, заключается в том, что в моей единице удельной теплоемкости были граммы. Итак, я хочу убедиться, что эти единицы одинаковы, хорошо. Итак, мы собираемся, мы знаем, что это меняет температуру, она увеличивает и понижает температуру на 22 градуса по Цельсию.Таким образом, у нас изменение температуры составляет 22 градуса по Цельсию.

Хорошо, когда я умножаю все это вместе, я получаю количество энергии, которое требуется или которое поглощается водой солнечного пруда [IB], находящейся в солнечном пруду. Итак, мы умножаем их вместе и получаем 2,1 умножить на 10 до девятых джоулей, и причина в том, что снова удельная теплоемкость измеряется в джоулях или q измеряется в джоулях. Хорошо, давайте поговорим о q для гранита, потому что бассейн состоит из воды и гранита. Масса воды 14, извините, масса гранита 14 500 кг, что составляет 1.45 раз по 10 до седьмого грамма. Q для гранита, если вы посмотрите на нашу таблицу, составляет 0,803 и снова изменяется на 22 градуса по Цельсию. И я просто не ставлю единицы, потому что хочу сэкономить место. Хорошо, когда я умножаю все это вместе, я получаю 2,4, извините, это неправда, мне очень жаль, что я получаю 2,6 умножить на 10 до восьмых джоулей. Итак, общее количество энергии, которое получает этот реальный солнечный бассейн, и это за день, равно 2. Мы собираемся добавить это 2,4 умноженное на 10 к девятым джоулям энергии.Так что это на самом деле экономит нам много энергии, когда мы имеем дело, когда мы на самом деле собираемся обогреть или охладить наш дом. Таким образом, мы экономим много денег на устойчивой энергии, используя солнечный бассейн. Таким образом, удельная теплоемкость на самом деле говорит нам о многом, и она уникальна для каждого конкретного вещества, и это количество энергии, необходимое для подъема 1 грамма вещества на 1 градус Цельсия.

Концепт, его характеристики и формула

Наука> Химия> Химическая термодинамика и энергетика> Теплота реакции

Раздел химии, который занимается количественным изучением термических или тепловых изменений в различных химических реакциях, известен как термохимия.В этой статье мы обсудим очень важное понятие химии, то есть теплоту реакции.

Термохимическое уравнение:

Уравнение, которое указывает тепловые изменения в химической реакции при определенной температуре и давлении с указанием состояний реагентов и продуктов, называется термохимическим уравнением

Пример:

C _(т) + O _{2 (г)} → CO _{2 (г)}
, ΔH = -395,39 кДж

Это
термохимическое уравнение показывает, что когда один моль твердого углерода вступает в реакцию
с одним моль газообразного кислорода при постоянном давлении один моль газообразного углерода
диоксид получается.Во время этой реакции выделяется 395,39 кДж тепла.

Руководство по написанию термохимического уравнения:

• Уравнение должно быть автоматически сбалансировано, как химическое уравнение.
• Необходимо указать значение ΔH. ΔH отрицательно для экзотермической реакции и положительно для эндотермической реакции.
• Необходимо указать физическое состояние каждого реагента и каждого продукта. Такие символы, как (s) для твердого состояния, (l) для жидкого состояния, (g) для газообразного состояния и (водн.) для водного раствора.
• Термохимическое уравнение можно перевернуть. При смене направления знак ΔH должен быть изменен.
• Температуру реакции можно записать как суффикс к ΔH

Пример:

C _(т) + O _{2 (г)} → CO _{2 (г)}
, ΔH = -395,39 кДж

Это
термохимическое уравнение показывает, что когда один моль твердого углерода вступает в реакцию
с одним моль газообразного кислорода при постоянном давлении один моль газообразного углерода
диоксид получается.Во время этой реакции выделяется 395,39 кДж тепла.

Необходимость упоминания состояния вещества:

Важно упомянуть физическое состояние веществ в термохимическом уравнении, потому что изменение физического состояния также сопровождается изменением энтальпии.

Пример: Рассмотрим следующие термохимические уравнения

H _{2 (г)} + 1 / 2O _{2 (г)} →
H ₂ O _(л) , ΔH = — 286 кДж

Таким образом, когда 1
моль газообразного водорода реагирует с половиной моля газообразного кислорода с образованием одного моля
жидкая вода, выделяется 286 кДж тепла.

H _{2 (г)} + 1 / 2O _{2 (г)} →
H ₂ O _(г) , ΔH = — 249 кДж

Таким образом, когда 1
моль газообразного водорода реагирует с половиной моля газообразного кислорода с образованием одного моля
водяных паров, выделяется 249 кДж тепла. Следовательно, всякий раз, когда есть состояние
изменение, происходит изменение энтальпии реакции. Следовательно, в термохимическом
реакции следует указать состояние каждого вовлеченного вещества.

Теплота реакции ИЛИ энтальпия химической реакции:

Разница между суммой энтальпий продуктов и суммой энтальпий реагентов при данной температуре называется теплотой реакции.Обозначается ΔH или ΔU

Пояснение:

Рассмотрим общую химическую реакцию

A + B → C + D.

Пусть H _A , H _B , H _C и H _D
быть энтальпиями A, B, C и D соответственно, тогда теплота реакции равна
предоставлено

ΔH = (H _C + H _D ) — (H _A + H _B )

Жар
реакция может быть определена либо при постоянном давлении, либо при постоянном объеме.

Теплота реакции при постоянном давлении:

Разница между суммой энтальпий продуктов и суммой энтальпий реагентов при данной температуре и постоянном давлении называется теплотой реакции при постоянном давлении и данной температуре.

Обозначается ΔH. Обычно теплота реакции при постоянном давлении составляет 298 К и 1 атм. Давление. Эта теплота реакции называется стандартной теплотой реакции.

Таким образом, в
постоянное давление теплоту реакции дает

ΔH = ∑ ΔH _{Продукты} — ∑ ΔH _{Реагенты}

ΔH
отрицательный для экзотермической реакции и положительный для эндотермической реакции.

Теплота реакции при постоянном объеме:

Разница между суммой внутренних энергий продуктов и суммой внутренних энергий реагентов при заданной температуре и постоянном объеме называется теплотой реакции в постоянном объеме при заданной температуре. Обозначается ΔE.

Таким образом, в
постоянное давление теплоту реакции дает

ΔU = ∑ ΔU _{Продукты} — ∑ ΔU _{Реагенты}

Факторы, влияющие на теплоту реакции:

• Физические состояния задействованных веществ.
• Количество задействованного вещества.
• Способ проведения реакции, т.е. в случае газовых реакций теплота реакции зависит от того, проводится ли реакция при постоянном давлении или при постоянном объеме.
• Давление реагентов и продуктов.
• Температура (как объясняется уравнениями Кирхгофа)

Различные типы химических реакций в зависимости от изменения
в энтальпии:

На основании
изменения энтальпии химические реакции классифицируются как экзотермические
реакции и эндотермические реакции

экзотермические реакции:

Химический
реакции, которые включают выделение тепла, называются экзотермическими
реакции.

Пример:

C _(т) + O _{2 (г)} → CO _{2 (г)}
, ΔH = -395,39 кДж

В этом случае энтальпия продуктов меньше энтальпии реагентов. Для таких реакций изменение энтальпии всегда отрицательное.

Характеристики
экзотермических реакций:

• Химические реакции, в которых происходит выделение тепла, называются экзотермическими реакциями.
• Для таких реакций изменение энтальпии всегда отрицательное.
• В этом случае энтальпия продуктов меньше энтальпии реагентов.
• Продукты более стабильны, чем реагенты.

Эндотермические реакции:

Химические реакции, связанные с поглощением тепла, называются эндотермическими реакциями.

Пример:

2C _(т) + H _{2 (г)} → C ₂ H _{2 (г)}
, ΔH = + 225.94 кДж

В этом случае энтальпия продуктов больше энтальпии реагентов.Для таких реакций изменение энтальпии всегда положительное.

Характеристики
эндотермических реакций:

• Химические реакции, при которых происходит поглощение тепла, называются эндотермическими реакциями.
• Для таких реакций изменение энтальпии всегда положительное.
• В этом случае энтальпия продуктов больше энтальпии реагентов.
• Продукты менее стабильны, чем реагенты.