Hvordan løse for Final Temperatur i et kalorimeter

Med et kalorimeter kan du måle reaksjons entalpier eller varmekapasitet ved hjelp av den endelige temperatur (Tf) av innholdet. Men hva hvis du vet reaksjon entalpi av din reaksjon og varmekapasitet av materialet du bruker, og du ønsker å forutsi hva Tf blir i stedet? Du kan gjøre dette også --- og faktisk denne typen problem er et vanlig spørsmål på spørrekonkurranser i kjemi klasser.

Bruksanvisning

1 Lese lekser / quiz spørsmål og finne ut hva slags informasjon du kan trekke fra spørsmålet. Du vil sannsynligvis bli gitt en reaksjon entalpi, kalorimeteret konstant og varmekapasiteten av blandingen som dannes ved reaksjonen i kalorimeteret, sammen med utgangstemperaturer.

2 Anta kalorimeteret er perfekt, dvs. at den ikke mister varme til omgivelsene.

3 Husk at i en perfekt kalorimeter, varmen som avgis ved reaksjonen er lik summen av den varme dampen av kalorimeteret og komprimerer dampen av innholdet. Dessuten vil både kalorimeteret og dens innhold når den samme endelige temperatur - Tf. Derfor kan du bruke denne informasjonen til å skrive følgende ligning: Reaksjon entalpi = (varmekapasitet Else) x (masse av innholdet) x (Ti - Tf) + (kalori konstant) x (Ti - Tf) hvor Ti er den første temperatur og Tf er den endelige temperatur. Legg merke til at du trekke Tfinal fra Tinitial og ikke den andre veien rundt. Det er fordi i kjemi, reaksjons entalpier er negativ dersom reaksjonen avgir varme. Hvis du vil, kan du trekke fra Ti fra Tf stedet, så lenge du husker å snu skiltet på svaret ditt når du er ferdig.

4 Solve for Tf som følger: Reaksjon entalpi = (varmekapasitet Else) x (masse av innholdet) x (Ti - Tf) + (kalori konstant) x (Ti - Tf)

Factor (Ti - Tf) ut av høyre side for å gi: Reaksjon entalpi = (Ti - Tf) x ((varmekapasitet Else) x (masse av innholdet) + (kalori konstant))

Dele begge sider av ((varmekapasitet Else) x (masse av innholdet) + (kalori konstant)) for å gi følgende: Reaksjon entalpi / ((varmekapasitet Else) x (masse av innholdet) + (kalori konstant)) = Ti - Tf

Vend skiltet på begge sider og deretter legge Ti på begge sider for å gi følgende: Ti - (reaksjon entalpi / ((varmekapasitet Else) x (masse av innholdet) + (kalori konstant))) = Tf

5 Plugg inn sifrene du som en del av spørsmålet og bruke dem til å beregne Tf. For eksempel, hvis reaksjonen entalpi er -200 kJ, varmekapasiteten av blandingen som dannes ved reaksjonen er 0,00418 kJ / gram Kelvin, den totale massen av produktene av reaksjonen 200 g, kalorimeteret konstant er 2 kJ / K , og den opprinnelige temperatur er 25 C, hvilken er Tf?

Svar: Først skriver ut ligningen: Tf = Ti - (reaksjon entalpi / ((varmekapasitet Else) x (masse av innholdet) + (kalori konstant)))

Nå kan du plugge inn alle tall og løse:

Tf = 25 grader - (-200 kJ / (0,00418 kJ / g K ganger 200 g + 2 kJ / K))

Tf = 25 grader - (-200 kJ / 2,836 kJ / K)

Tf = 25 + 70,5

Tf = 95,5 grader C