Efectul termic al unui sistem termodinamic apare datorită apariției unei reacții chimice în acesta, însă una dintre caracteristicile sale nu este. Această valoare poate fi determinată numai dacă sunt îndeplinite anumite condiții.
instrucție
Conceptul efectului termic este strâns legat de conceptul entalpiei unui sistem termodinamic. Aceasta este o energie termică, care poate fi transformată în căldură la atingerea unei anumite temperaturi și presiuni. Această valoare caracterizează starea de echilibru a sistemului.
Orice reacție chimică este întotdeauna însoțită de eliberarea sau absorbția unei anumite cantități de căldură. În acest caz, reacția se referă la efectul reactivilor asupra produselor sistemului. Acest lucru creează un efect termic. care este asociată cu o schimbare a entalpiei sistemului, iar produsele sale iau temperatura raportată de reactivi.
În condiții ideale, efectul termic depinde numai de natura reacției chimice. Acestea sunt condițiile în care se presupune că sistemul nu efectuează altceva decât munca de expansiune, iar temperaturile produselor sale și reactivii care acționează sunt egali.
Există două tipuri de reacții chimice: izocoric (la volum constant) și izobaric (la presiune constantă). Formula pentru efectul termic a arata astfel: dQ = dU + PdV, unde U este energia sistemului, P este presiunea si V este volumul.
În procesul izochoric, termenul PdV dispare, deoarece volumul nu se schimbă, astfel încât sistemul nu se extinde, deci dQ = dU. În procesul izobar, presiunea este constantă, iar volumul crește, ceea ce înseamnă că sistemul execută lucrările de expansiune. Prin urmare, la calcularea efectului termic a, energia consumată pentru realizarea acestei lucrări este adăugată schimbării de energie a sistemului în sine: dQ = dU + PdV.
PdV este o valoare constantă, deci poate fi introdusă sub semnul diferenței, deci dQ = d (U + PV). Suma U + PV reflectă complet starea sistemului termodinamic și, de asemenea, corespunde stării entalpiei. Astfel, entalpia este energia consumată atunci când sistemul este extins.
Efectul de căldură al celor două tipuri de reacții - formarea compușilor și ardere - este cel mai adesea calculat. Căldura de ardere sau de formare este o valoare tabelară, astfel că efectul de căldură al reacției în cazul general poate fi calculat prin însumarea încălzirii tuturor substanțelor care participă la aceasta.
Orice reacție chimică este însoțită fie de eliberarea, fie de absorbția energiei, de obicei sub formă de căldură. Această căldură poate fi măsurată cantitativ. Valoarea obținută, măsurată în kilojouli / mol, este efectul termic al reacției. Cum se calculează?
instrucție
În practica de laborator se folosesc instrumente speciale pentru a calcula efectul termic, denumite calorimetre. Mai simplu, pot fi reprezentate ca recipiente cu un capac bine fixat, umplut cu apă și acoperit cu un strat de material termoizolant (pentru a preveni încălzirea sau recuperarea neautorizată a căldurii). Un vas-reactor este plasat în apă, unde are loc orice transformare chimică și un termometru.
Cu ajutorul unui termometru, măsurați temperatura apei înainte și după reacție. Înregistrați rezultatul. Etichetați temperatura de pornire ca t1, temperatura finală este t2.
Cunoscând masa în calorimetrul de apă (m), precum și căldura specifică (c), puteți determina cu ușurință cantitatea de căldură eliberată (sau absorbită) în timpul unei reacții chimice. prin următoarea formulă: Q = mc (t2 - t1)
Desigur, este imposibil să excludem complet schimbul de căldură între calorimetru și mediu, dar în marea majoritate a cazurilor, acest lucru are doar un efect neglijabil asupra rezultatului, care poate fi neglijat de o mică eroare.
Puteți calcula efectul termic al reacției fără a utiliza un calorimetru. Pentru a face acest lucru, trebuie să cunoaștem încălzirea formării tuturor produselor de reacție și a tuturor materiilor prime. Se poate rezuma doar căldura de formare a produsului (bineînțeles luând în considerare coeficienții), apoi - căldura de formare a substanțelor inițiale (nota cu privire la coeficienți este valabilă în acest caz) și apoi se scade a doua valoare de la prima valoare. Rezultatul obținut va fi mărimea efectului termic al acestei reacții.
Dacă energia eliberată este mai mult consumată, reacția se numește exotermă. Dacă energia consumată este mai mare decât energia eliberată, reacția este denumită endotermă.
Știri asociate
Articole similare
-
Crema de slăbire termoizolantă cu efect termic, plus servicii
-
Fie că este posibil să aplicați căldură la o prostatită și ce va fi un efect
Trimiteți-le prietenilor: