Jai été aux prises avec ce problème que je narrive pas à comprendre. Je pense savoir comment le résoudre mais je pense quil manque des informations.
La combustion de 1 mole de glucose $ \ ce {C6H12O6} $ dégage $ \ pu {2,82 \ times10 ^ 3 kJ} $ de chaleur. Si $ \ pu {1,25 g} $ de glucose sont brûlés dans un calorimètre contenant $ \ pu {0,95 kg} $ deau et la température de tout le système augmente de $ \ pu {20,10 ^ \ circ C} $ à $ \ pu {23,25 ^ \ circ C} $. Quelle est la capacité thermique du calorimètre?
Je pense que jai besoin de la chaleur spécifique du glucose (que je nai pas encore trouvée), mais aussi je ne sais pas pourquoi ils me donnent la chaleur dégagée par 1 mole de glucose. Jai besoin de connaître la méthode de comment résoudre de tels problèmes.
Commentaires
- veuillez donner votre commentaire sur lexactitude de la mesure de la capacité thermique du calorimètre. expliquer les hypothèses a utilisé la capacité thermique du calorimètre dans lexpérience? et pourquoi une courbe de refroidissement (T en fonction de t) a été utilisée pour déterminer la température de mélange? et Attendez-vous à ce que la chaleur spécifique soit trop élevée ou trop basse? Pourquoi? et quel est votre métal inconnu?
Réponse
12,5 $ \ \ mathrm {kJ} $ de chaleur ont été absorbés par les environs.
Jai trouvé cela en utilisant la formule mcat et la capacité thermique spécifique de leau (4,18 J / (g ° C)):
$ Q = m \ cdot c \ cdot \ Delta T $
$ Q = 950 \ \ mathrm {g} \ times (4.18 \ \ mathrm {J \ cdot g ^ {- 1} \ cdot {^ \ circ C ^ { -1}}}) \ times (23,25 \ \ mathrm {^ \ circ C} – 20,10 \ \ mathrm {^ \ circ C}) = 12508,7 \ \ mathrm {J} $
Si vous vouliez pour utiliser toute cette formule pour résoudre la capacité calorifique spécifique du calorimètre, vous devez également connaître la masse du calorimètre, qui nest pas donnée.
Ce que votre livre demande probablement, cest ce qui est appelée « constante du calorimètre ». Elle est donnée en unités de $ \ pu {J / ^ \ circ C} $ notez quelle ninclut pas la masse.
Remarque : Parfois, » le calorimètre « est spécifique capacité thermique « est utilisé i Au lieu de faire référence à la constante du calorimètre, mais dans ce cas, nous ne pouvons pas trouver une valeur qui inclura la masse dans les unités, donc je pense quil est plus clair dutiliser le terme «constante du calorimètre».
Vous pouvez déterminer la constante par cette formule: $$ Q_ \ text {cal} = C_ \ text {cal} \ times \ Delta T_ \ text {cal} $$
Où $ Q_ \ text { cal} $ est lénergie absorbée, $ C $ est la constante et $ \ Delta T $ est le même que le changement de température de leau.
Vous pouvez calculer $ Q_ \ text {cal} $ en utilisant cette formule: $$ Q_ \ text {cal} = – (Q_ \ text {eau} + Q_ \ text {glucose}) $$
Il peut aussi être utile de penser à $ Q_ \ text {water} $ = $ Q_ \ text {around} $ et $ Q_ \ text {glucose} $ = $ Q_ \ text {system} $
Pour trouver $ Q_ \ text {glucose} $ Jai fait : (le glucose a perdu de lénergie, cest une valeur négative)
$ -2820 \ \ mathrm {kJ} \ times 0.007 \ \ mathrm {mol} $ et $ Q_ \ text {water} $ est simplement le 12508,7 $ \ \ mathrm {J} $ positif car $ \ Delta T $ est positif pour lenvironnement (le système / glucose a perdu de lénergie)
$ Q_ \ text {cal} = – (12508,7 \ \ mathrm {J} + (-19740 \ \ mathrm {J})) $
Ma réponse finale est donc: 2,3 $ \ times10 ^ 3 \ \ mathrm {J / {^ \ circ C}} $
Il est important que les capacités thermiques soient positives, pensez à ce que cela signifierait si cétait une valeur négative.
En laboratoire, il faut faire un calcul tel que celui-ci avant dutiliser un calorimètre pour quoi que ce soit. Normalement, cela peut être fait en chauffant un morceau de nickel ou quelque chose du genre, en enregistrant la température du métal et de leau, puis en laissant tomber le métal dans le calorimètre pour trouver les températures finales, puis en calculant la constante du calorimètre. Vous pouvez ensuite poursuivre lexpérimentation en utilisant ce calorimètre, mais ce nest quaprès avoir trouvé cette constante que vous pourrez trouver la capacité thermique spécifique dautres matériaux.
Commentaires
- Tout d’abord, je dois vous dire un immense merci, car je ' n’aurais pas pensé de cette façon, (spécialement parce que ' je suis assez confus au sujet de la capacité thermique spécifique à la chaleur). Deuxièmement, je ' m devinant, si les capacités thermiques étaient négatives, ne ' que ce serait une violation des lois de la thermodynamique?
- Je viens de découvrir quil existe en fait des systèmes où les capacités thermiques sont négatives, et même si cela dépasse mes connaissances, je ne peux ' penser à comment cela serait possible, en augmentant la température en perdant de lénergie me semble irrationnelle.
- Je pense que cest un sujet de physique en profondeur sur les systèmes. Un système peut être en mesure de présenter lidée dune capacité thermique négative, mais essayez de rester concentré sur les matériaux réels dans ce cas.Si un matériau avait une capacité thermique négative, il ferait le contraire de ce que fait leau bouillante. Si leau était de -4,18 alors pour augmenter leau de 1 degré Celsius, vous auriez besoin dextraire lénergie stockée dans les molécules, donc mettre de leau dans le réfrigérateur la ferait bouillir dans un sens. Cest impossible. Comme mettre de leau dans le poêle et attendre quelle gèle …
- Vous avez manqué une hypothèse très critique. Le problème suppose que la capacité thermique du calorimètre est uniquement due à leau quil contient. Pour un bon calorimètre qui est généralement vrai, mais pas tout à fait vrai.