Ik heb met dit probleem geworsteld dat ik niet kan achterhalen. Ik denk dat ik weet hoe ik het moet oplossen, maar ik denk dat er informatie ontbreekt.
De verbranding van 1 mol glucose $ \ ce {C6H12O6} $ geeft $ \ pu {2.82 \ times10 ^ 3 kJ} $ warmte vrij. Als $ \ pu {1,25 g} $ glucose wordt verbrand in een calorimeter die $ \ pu {0,95 kg} $ water en de temperatuur van het hele systeem bevat verhoogt van $ \ pu {20.10 ^ \ circ C} $ naar $ \ pu {23.25 ^ \ circ C} $. Wat is de warmtecapaciteit van de calorimeter?
Ik denk dat ik de soortelijke warmte van glucose nodig heb (die ik nog niet heb gevonden), maar ik weet ook niet waarom ze me de warmte geven die vrijkomt door 1 mol glucose. Ik moet de methode van hoe dergelijke problemen op te lossen.
Opmerkingen
- geef alstublieft uw opmerking over de nauwkeurigheid van de meting van de warmtecapaciteit van de calorimeter. licht eventuele aannames toe gebruikte warmtecapaciteit van de calorimeter in het experiment? en waarom werd een koelcurve (T versus t) gebruikt om de mengtemperatuur te bepalen? x verwachten dat uw waarde voor de soortelijke warmte te hoog of te laag is? waarom? en wat is je onbekende metaal?
Answer
$ 12.5 \ \ mathrm {kJ} $ warmte werd geabsorbeerd door de omgeving.
Ik vond dit door de mcat-formule en de specifieke warmtecapaciteit van water (4,18 J / (g ° C)) te gebruiken:
$ Q = m \ cdot c \ cdot \ Delta T $
$ Q = 950 \ \ mathrm {g} \ keer (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} $
Als je wilde om deze hele formule te gebruiken voor het oplossen van de specifieke warmtecapaciteit van de calorimeter, zou je ook de massa van de calorimeter moeten weten, die niet wordt gegeven.
Wat je boek waarschijnlijk vraagt, is wat is wordt de “calorimeterconstante” genoemd. Dit wordt gegeven in eenheden van $ \ pu {J / ^ \ circ C} $ merk op dat het geen massa bevat.
Opmerking : soms is” de calorimeter “specifiek warmtecapaciteit “wordt gebruikt i In plaats van te verwijzen naar de calorimeterconstante, maar in dit geval kunnen we geen waarde vinden die de massa in de eenheden omvat, dus ik denk dat het duidelijker is om de term “calorimeterconstante” te gebruiken.
U kunt de constante bepalen met deze formule: $$ Q_ \ text {cal} = C_ \ text {cal} \ times \ Delta T_ \ text {cal} $$
Waar $ Q_ \ text { cal} $ is de geabsorbeerde energie, $ C $ is de constante en $ \ Delta T $ is hetzelfde als de temperatuurverandering van het water.
Je kunt $ Q_ \ text {cal} $ berekenen door deze formule te gebruiken: $$ Q_ \ text {cal} = – (Q_ \ text {water} + Q_ \ text {glucose}) $$
Het kan ook helpen om $ Q_ \ text {water} $ = $ Q_ \ text {environment} $ en $ Q_ \ text {glucose} $ = $ Q_ \ text {system} $
Om $ Q_ \ text {glucose} $ te vinden, deed ik dat : (glucose heeft energie verloren, het is een negatieve waarde)
$ -2820 \ \ mathrm {kJ} \ maal 0,007 \ \ mathrm {mol} $ en $ Q_ \ text {water} $ is gewoon de $ 12508.7 \ \ mathrm {J} $ positief omdat $ \ Delta T $ positief is voor de omgeving (het systeem / glucose verloren energie)
$ Q_ \ text {cal} = – (12508.7 \ \ mathrm {J} + (-19740 \ \ mathrm {J})) $
Dus mijn laatste antwoord is dan: $ 2.3 \ times10 ^ 3 \ \ mathrm {J / {^ \ circ C}} $
Het is belangrijk dat de warmtecapaciteiten positief zijn, bedenk wat het zou betekenen als dit een negatieve waarde zou zijn.
In het laboratorium is het noodzakelijk om een berekening zoals deze uit te voeren voordat u ergens een calorimeter voor gebruikt. Normaal gesproken kan dit worden gedaan door een stuk nikkel of zoiets te verhitten, de temperatuur van het metaal en het water op te nemen en het metaal vervolgens in de calorimeter te laten vallen om de eindtemperatuur te vinden, en vervolgens de calorimeterconstante te berekenen. U kunt dan verder experimenteren met die calorimeter, maar pas nadat deze constante is gevonden, kunt u de specifieke warmtecapaciteit van andere materialen vinden.
Opmerkingen
- Allereerst moet ik u enorm bedanken, omdat ik ' dit niet zo zou hebben gedacht (vooral omdat ik ' ben nogal in de war over het soort specifieke warmtespecifieke warmtecapaciteit). Ten tweede: ik ' m vermoeden dat als de warmtecapaciteiten negatief zouden zijn, ' t zou het in strijd zijn met de wetten van de thermodynamica?
- Ik kwam er net achter dat er eigenlijk systemen zijn waar de warmtecapaciteiten negatief zijn, en hoewel het mijn kennis te boven gaat, kan ik ' niet bedenken hoe het mogelijk zou zijn om de temperatuur door energie te verliezen, lijkt mij irrationeel.
- Ik denk dat dit een diepgaand natuurkundig onderwerp is over systemen. Een systeem zou in staat zijn om het idee van een negatieve warmtecapaciteit te presenteren, maar probeer in dit geval gefocust te blijven op daadwerkelijke materialen .Als een materiaal een negatieve warmtecapaciteit zou hebben, zou het het tegenovergestelde doen van wat kokend water doet. Als water -4,18 was, zou je, om het water met 1 graad Celsius te verhogen, energie moeten onttrekken die is opgeslagen in de moleculen, dus als je water in de koelkast zet, zou het in zekere zin gaan koken. Dit is onmogelijk. Zoals water in de kachel doen en wachten tot het bevriest …
- Je miste een zeer kritische veronderstelling. Het probleem gaat ervan uit dat de warmtecapaciteit van de calorimeter alleen te wijten is aan het water dat erin zit. Voor een goede calorimeter is dat meestal waar, maar niet helemaal waar.