M-am luptat cu această problemă pe care nu pot să o descopăr. Cred că știu cum să o rezolv, dar cred că lipsesc informații.
Arderea a 1 mol de glucoză $ \ ce {C6H12O6} $ eliberează $ \ pu {2.82 \ times10 ^ 3 kJ} $ de căldură. Dacă $ \ pu {1.25 g} $ de glucoză sunt arse într-un calorimetru care conține $ \ pu {0.95 kg} $ de apă și temperatura întregului sistem crește de la $ \ pu {20.10 ^ \ circ C} $ la $ \ pu {23.25 ^ \ circ C} $. Care este capacitatea de căldură a calorimetrului?
Cred că am nevoie de căldura specifică a glucozei (pe care încă nu am găsit-o), dar nici nu știu de ce îmi dau căldura eliberată de 1 mol de glucoză. Trebuie să cunosc metoda cum să rezolvați astfel de probleme.
Comentarii
- vă rugăm să dați comentariul dvs. cu privire la acuratețea măsurării capacității de căldură a calorimetrului. explicați orice presupuneri a folosit capacitatea de căldură calorimetrică în experiment? și de ce s-a folosit o curbă de răcire (T versus t) pentru a determina temperatura de amestecare? așteptați ca valoarea dvs. pentru căldura specifică să fie prea mare sau mai mică? de ce? și care este metalul tău necunoscut?
Răspuns
12,5 $ \ \ mathrm {kJ} $ de căldură a fost absorbit după împrejurimi.
Am găsit acest lucru folosind formula mcat și capacitatea specifică de căldură a apei (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} $
Dacă doriți Pentru a utiliza această formulă întreagă pentru rezolvarea capacității de căldură specifice calorimetrului, ar trebui să știți și masa calorimetrului, care nu este dată.
Ceea ce vă cere probabil cartea este pentru ce este numită „constantă calorimetrică”. Aceasta este dată în unități de $ \ pu {J / ^ \ circ C} $ observați că nu include masa.
Notă : Uneori„ calorimetrul ”este specific capacitatea de căldură „este utilizată i în loc să ne referim la constanta calorimetrică, dar în acest caz nu putem găsi o valoare care să includă masa în unități, așa că cred că este mai clar să folosim termenul „constantă calorimetrică”.
Puteți determina constanta prin această formulă: $$ Q_ \ text {cal} = C_ \ text {cal} \ times \ Delta T_ \ text {cal} $$
Unde $ Q_ \ text { cal} $ este energia absorbită, $ C $ este constantă și $ \ Delta T $ este aceeași cu modificarea temperaturii apei.
Puteți calcula $ Q_ \ text {cal} $ folosind această formulă: $$ Q_ \ text {cal} = – (Q_ \ text {apă} + Q_ \ text {glucoză}) $$
De asemenea, vă poate ajuta să vă gândiți la $ Q_ \ text {apă} $ = $ Q_ \ text {împrejurimi} $ și $ Q_ \ text {glucoză} $ = $ Q_ \ text {sistem} $
Pentru a găsi $ Q_ \ text {glucoză} $ am făcut : (glucoza a pierdut energie, este o valoare negativă)
$ -2820 \ \ mathrm {kJ} \ ori 0,007 \ \ mathrm {mol} $ și $ Q_ \ text {apă} $ este pur și simplu $ 12508,7 \ \ mathrm {J} $ pozitiv deoarece $ \ Delta T $ este pozitiv pentru împrejurimi (sistemul / energia pierdută în glucoză)
$ Q_ \ text {cal} = – (12508.7 \ \ mathrm {J} + (-19740 \ \ mathrm {J})) $
Deci, răspunsul meu final este: $ 2.3 \ times10 ^ 3 \ \ mathrm {J / {^ \ circ C}} $
Este important ca capacitățile de căldură să fie pozitive, gândiți-vă la ce ar însemna dacă aceasta ar fi o valoare negativă.
În laborator, este necesar să faceți un calcul ca acesta înainte de a utiliza un calorimetru pentru orice. În mod normal, se poate face încălzind o bucată de nichel sau ceva, înregistrând temperatura metalului și a apei și apoi aruncând metalul în calorimetru pentru a găsi temperaturile finale și apoi calculați constanta calorimetrului. Puteți continua experimentarea ulterioară folosind acel calorimetru, dar numai după ce a fost găsită această constantă puteți găsi capacitatea specifică de căldură a altor materiale.
Comentarii
- În primul rând, trebuie să vă mulțumesc enorm, pentru că nu aș ' nu aș fi gândit așa, în special pentru că ' Sunt destul de confuz în ceea ce privește capacitatea de căldură specifică căldurii specifice). În al doilea rând, ' presupun, dacă capacitățile de căldură ar fi negative, nu ar fi ' încălcarea legilor termodinamicii? li> Tocmai am aflat că există de fapt sisteme în care capacitățile de căldură sunt negative și, chiar dacă depășește cunoștințele mele, nu pot să ' să mă gândesc la cum ar fi posibil, crescând temperatura pierzând energie, mi se pare irațională.
- Cred că este un subiect de fizică aprofundat despre sisteme. Un sistem ar putea să prezinte ideea unei capacități de căldură negative, dar în acest caz încercați să rămâneți concentrat pe materiale reale.Dacă un material ar avea o capacitate de căldură negativă, ar face opusul a ceea ce face apa clocotită. Dacă apa ar fi -4,18, atunci pentru a crește apa cu 1 grad celsius, ar trebui să extrageți energia stocată în molecule, astfel încât introducerea apei în frigider ar face să fiarbă într-un anumit sens. Este imposibil. Ca și cum ai pune apă în sobă și ai aștepta să înghețe …
- Ai ratat o presupunere foarte critică. Problema presupune că capacitatea termică a calorimetrului se datorează numai apei pe care o conține. Pentru un calorimetru bun, cel mai adesea adevărat, dar nu în întregime adevărat.