Girişİstilik miqdarının hesablanması nədir. Bədəni qızdırmaq üçün tələb olunan və soyutma zamanı ondan ayrılan istilik miqdarının hesablanması - Bilik Hipermarketi
açıq dərs 8-ci sinifdə fizika "E"
Şəhərin 77 nömrəli bələdiyyə təhsil müəssisəsi gimnaziyası. Tolyatti
fizika müəllimi
İvanova Mariya Konstantinovna
Dərsin mövzusu:
Bədəni qızdırmaq üçün tələb olunan və ya soyutma zamanı ondan ayrılan istilik miqdarını hesablamaq üçün məsələlərin həlli.
Tarix:
Dərsin məqsədi:
isitmə üçün tələb olunan və soyutma zamanı buraxılan istilik miqdarının hesablanması üzrə praktiki bacarıqları inkişaf etdirmək;
hesablama bacarıqlarını inkişaf etdirmək, problemlərin süjetini təhlil edərkən, keyfiyyət və hesablama məsələlərini həll edərkən məntiqi bacarıqları təkmilləşdirmək;
cütlərlə işləmək, rəqibin fikrinə hörmət etmək və öz nöqteyi-nəzərini müdafiə etmək bacarığını inkişaf etdirmək, fizikadan məsələlər hazırlayarkən diqqətli olmaq.
Dərs avadanlığı:
kompüter, proyektor, mövzu üzrə təqdimat (Əlavə No1), rəqəmsal təhsil resurslarının vahid kolleksiyasından materiallar.
Dərsin növü:
problemin həlli.
“Barmağınızı kibritin alovuna qoyun və nə göydə, nə də yerdə tayı-bərabəri olmayan bir sensasiya yaşayacaqsınız; lakin baş verən hər şey sadəcə molekulların toqquşmasının nəticəsi idi”.
J. Wheeler
Dərsin gedişatı:
Təşkilati məqam
Tələbələri salamlayıram.
Qabaqcıl tələbələrin yoxlanılması.
Dərsin mövzusunu və məqsədlərini bildirin.
Ev tapşırığını yoxlamaq.
1.Frontal sorğu
Maddənin xüsusi istilik tutumu nədir? (Slayd №1)
Maddənin xüsusi istilik tutumunun vahidi nədir?
Su hövzələri niyə yavaş-yavaş donur? Niyə uzun müddətdir ki, havalar isti keçsə də, çaylarda və xüsusən də göllərdə buzlar uzun müddət yoxa çıxmır?
Niyə Qara dəniz sahili Qafqaz hətta qışda kifayət qədər isti olurmu?
Niyə bir çox metal əhəmiyyətli dərəcədə soyuyur? sudan daha sürətli? (Slayd №2)
2. Fərdi sorğu (bir neçə tələbə üçün çox səviyyəli tapşırıqları olan kartlar)
Yeni mövzunun öyrənilməsi.
1. İstiliyin kəmiyyəti anlayışının təkrarı.
İstilik miqdarı- istilik ötürülməsi zamanı daxili enerjinin dəyişməsinin kəmiyyət ölçüsü.
Bədənin qəbul etdiyi istilik miqdarı müsbət, ayrılan miqdarı isə mənfi hesab olunur. “Orqanizmdə müəyyən miqdarda istilik var” və ya “bədəndə müəyyən miqdarda istilik var (saxlanır)” ifadəsinin mənası yoxdur. İstilik miqdarı istənilən prosesdə qəbul edilə və ya verilə bilər, lakin ona sahib ola bilməz.
Cismlər arasındakı sərhəddə istilik mübadiləsi zamanı soyuq bir cismin yavaş hərəkət edən molekullarının isti cismin sürətli hərəkət edən molekulları ilə qarşılıqlı təsiri baş verir. Nəticədə molekulların kinetik enerjiləri bərabərləşir və soyuq cismin molekullarının sürətləri artır, isti cisminki isə azalır.
İstilik mübadiləsi zamanı enerji bir formadan digərinə çevrilmir, isti cismin daxili enerjisinin bir hissəsi soyuq bədənə verilir;
2. İstilik formulu.
İstiliyin miqdarının hesablanması məsələlərini həll etmək üçün işləyən bir düstur çıxaraq: Q = sm ( t 2 - t 1 ) - lövhəyə və dəftərlərə yazmaq.
Biz müəyyən edirik ki, cismin verdiyi və ya aldığı istilik miqdarı bədənin ilkin temperaturundan, kütləsindən və xüsusi istilik tutumundan asılıdır.
Praktikada istilik hesablamaları tez-tez istifadə olunur. Məsələn, binaların tikintisi zamanı bütün istilik sisteminin binaya nə qədər istilik verməsini nəzərə almaq lazımdır. Pəncərələr, divarlar və qapılar vasitəsilə ətrafdakı məkana nə qədər istilik qaçacağını da bilməlisiniz.
3 . İstilik miqdarının müxtəlif kəmiyyətlərdən asılılığı . (Slayd №3, №4, №5, №6)
4 . Xüsusi istilik (Slayd №7)
5. İstilik miqdarını ölçmək üçün vahidlər (Slayd №8)
6. İstiliyin miqdarını hesablamaq üçün bir məsələnin həlli nümunəsi (Slayd № 10)
7. Lövhədə və dəftərlərdə istilik miqdarının hesablanmasına dair məsələlərin həlli
Onu da öyrənirik ki, cisimlər arasında istilik mübadiləsi baş verərsə, soyuducu cisimlərin daxili enerjisi azaldıqca bütün qızdırıcı cisimlərin daxili enerjisi də o qədər artır. Bunun üçün dərsliyin 9-cu bəndindən həll edilmiş problem nümunəsindən istifadə edirik.
Dinamik fasilə.
IV. Öyrənilən materialın konsolidasiyası.
1. Özünə nəzarət üçün suallar (Slayd №9)
2. Keyfiyyət problemlərinin həlli:
Niyə gündüzlər səhralarda isti olur, amma gecələr temperatur 0°C-dən aşağı düşür? (Qum aşağı xüsusi istilik tutumuna malikdir, ona görə də tez qızır və soyuyur.)
Çəkiclə eyni kütlədə olan qurğuşun parçası və polad parçası vuruldu eyni nömrə bir dəfə. Hansı parça daha isti oldu? Niyə? (Qurğuşun parçası daha da qızardı, çünki... xüsusi istilik az qurğuşun.)
Niyə dəmir sobalar otağı kərpic sobalardan daha tez qızdırır, amma uzun müddət isti qalmır? (Misin xüsusi istilik tutumu kərpicdən daha azdır.)
Eyni kütlədə olan mis və polad çəkilərə bərabər miqdarda istilik ötürüldü. Hansı çəki temperaturu daha çox dəyişəcək? (Mis üçün, çünki Misin xüsusi istilik tutumu azdır.)
Hansı daha çox enerji sərf edir: suyun qızdırılması və ya alüminium qabın qızdırılması, əgər onların kütlələri eynidirsə? (Suyun xüsusi istilik tutumu böyük olduğundan suyun qızdırılması üçün.)
Bildiyiniz kimi, dəmir misdən daha yüksək xüsusi istilik tutumuna malikdir. Nəticə etibarilə, dəmirdən hazırlanmış barmaq ucu, kütlələri və temperaturları bərabər olsaydı, misdən hazırlanmış eyni ucluqdan daha çox daxili enerji ehtiyatına malik olardı. Buna baxmayaraq, niyə lehimləmə dəmirinin ucu misdən hazırlanır? (Mis yüksək istilik keçiriciliyinə malikdir.)
Məlumdur ki, metalın istilik keçiriciliyi şüşənin istilik keçiriciliyindən qat-qat böyükdür. Bəs niyə kalorimetrlər şüşədən deyil, metaldan hazırlanır? (Metal yüksək istilik keçiriciliyinə və aşağı xüsusi istilik tutumuna malikdir, buna görə kalorimetrin içərisindəki temperatur tez bərabərləşir və onun qızdırılmasına az istilik sərf olunur. Bundan əlavə, metalın radiasiyası şüşədən daha azdır, bu da istilik itkisini azaldır.)
Məlumdur ki, boş qar torpağı donmaqdan yaxşı qoruyur, çünki onun tərkibində istilik keçiriciliyi zəif olan çoxlu hava var. Ancaq qarla örtülməyən torpağa belə, ona bitişik hava təbəqələri var. Niyə bu vəziyyətdə çox donmur? (Qarla örtülməmiş torpaqla təmasda olan hava daim hərəkətdə və qarışır. Bu hərəkət edən hava yerdən istiliyi çıxarır və oradan nəmin buxarlanmasını artırır. Qar hissəcikləri arasında yerləşən hava qeyri-aktivdir və zəif istilik keçiricisi kimi torpağı donmaqdan qoruyur.)
3. Hesablama məsələlərinin həlli
İlk iki problem yüksək motivasiyalı tələbələr tərəfindən kollektiv müzakirə ilə lövhədə həll edilir. tapırıq düzgün yanaşmalar problem həllinin əsaslandırılmasında və dizaynında.
Tapşırıq №1.
Mis parçasını 20°C-dən 170°C-yə qədər qızdırdıqda 140.000 J istilik sərf edilmişdir. Misin kütləsini təyin edin.
Tapşırıq № 2
Mayenin 2 litrini 20°C-yə qızdırmaq üçün 150.000 J lazımdırsa, mayenin sıxlığı 1,5 q/sm³ olarsa, onun xüsusi istilik tutumu nədir?
Şagirdlər cütlükdə aşağıdakı problemlərə cavab tapırlar:
Tapşırıq №3.
Kütləvi iki mis top m o və 4 m o hər iki topun eyni miqdarda istilik alması üçün qızdırılır. Eyni zamanda, böyük kürə 5°C qızdı. Daha kiçik kütləli top nə qədər qızdı?
Tapşırıq № 4.
4 m³ buz 10°C-dən –40°C-yə qədər soyuduqda nə qədər istilik ayrılır?
Tapşırıq № 5.
Hansı halda iki maddənin qızdırılması eyni olarsa, iki maddəni qızdırmaq üçün daha çox istilik tələb olunacaq ∆ t 1 = ∆t 2 Birinci maddə kütləsi 2 kq və c = 880 J/kq ∙ °C olan kərpicdir və mis - 2 kq kütlə və c = 400 J/kq ∙ °C.
Tapşırıq № 6.
Kütləsi 4 kq olan bir polad blok qızdırılır. Bu halda 200.000 J istilik sərf edilmişdir. Başlanğıc temperatur olduqda, son bədən istiliyini təyin edin t 0 = 10°C
Şagirdlər problemləri müstəqil həll etdikdə təbii olaraq suallar yaranır. Ən çox verilən sualları kollektiv şəkildə müzakirə edirik. Şəxsi xarakter daşıyan suallara fərdi cavablar verilir.
Refleksiya. İşarələrin edilməsi.
Müəllim: Beləliklə, uşaqlar, bu gün sinifdə nə öyrəndiniz və hansı yeni şeyləri öyrəndiniz?
Tələbə cavablarının nümunəsi :
“Bədəni qızdırmaq üçün tələb olunan və soyutma zamanı ayrılan istilik miqdarının hesablanması” mövzusunda keyfiyyət və hesablama məsələlərinin həlli bacarıqlarını inkişaf etdirdik.
Fizika və riyaziyyat kimi fənlərin necə üst-üstə düşdüyünü və bir-birinə bağlı olduğunu təcrübədə görmüşük.
Ev tapşırığı:
V.İ.-nin məsələlər toplusundan 1024, 1025 nömrəli məsələləri həll edin. Lukashik, E.V. İvanova.
Bədəni qızdırmaq üçün tələb olunan və ya soyutma zamanı onun buraxdığı istilik miqdarını hesablamaq üçün müstəqil olaraq bir problem tapın.
Bədəni qızdırmaq üçün lazım olan istilik miqdarını necə hesablayacağını öyrənmək üçün əvvəlcə onun hansı kəmiyyətlərdən asılı olduğunu müəyyən edək.
Əvvəlki bənddən artıq bilirik ki, bu istilik miqdarı bədənin tərkibində olan maddənin növündən asılıdır (yəni onun xüsusi istilik tutumu):
Q c-dən asılıdır.
Ancaq bu hamısı deyil.
Çaydandakı suyu elə qızdırmaq istəsək ki, o, yalnız isti olsun, o zaman onu uzun müddət qızdırmayacağıq. Və suyun isti olması üçün onu daha uzun müddət qızdıracağıq. Ancaq çaydan nə qədər uzun müddət qızdırıcı ilə təmasda olsa, ondan daha çox istilik alacaq. Nəticə etibarilə, qızdırılan zaman bədən istiliyi nə qədər çox dəyişirsə, ona ötürülməsi lazım olan istilik miqdarı bir o qədər çox olur.
Bədənin ilkin temperaturu başlasın, son temperatur isə meylli olsun. Sonra bədən istiliyindəki dəyişiklik fərqlə ifadə ediləcəkdir
Δt = t sonu – t başlanğıc,
və istilik miqdarı bu dəyərdən asılı olacaq:
Q Δt-dən asılıdır.
Nəhayət, hər kəs bilir ki, isitmə, məsələn, 2 kq su tələb edir daha uzun müddət(və buna görə də daha çox istilik) 1 kq suyun qızdırılmasından daha çox. Bu o deməkdir ki, bədəni qızdırmaq üçün tələb olunan istilik miqdarı həmin cismin kütləsindən asılıdır:
Q m-dən asılıdır.
Deməli, istilik miqdarını hesablamaq üçün cismin əmələ gəldiyi maddənin xüsusi istilik tutumunu, bu cismin kütləsini və onun son və ilkin temperaturları arasındakı fərqi bilmək lazımdır.
Məsələn, ilkin temperaturu 20 ° C, son temperatur isə 620 ° C-ə bərabər olmalıdır, məsələn, 5 kq ağırlığında bir dəmir hissəsini qızdırmaq üçün nə qədər istilik lazım olduğunu müəyyən etməlisiniz.
Cədvəl 8-dən dəmirin xüsusi istilik tutumunun c = 460 J/(kq*°C) olduğunu görürük. Bu o deməkdir ki, 1 kq dəmiri 1 °C qızdırmaq üçün 460 J lazımdır.
5 kq dəmiri 1 °C qızdırmaq üçün 5 dəfə daha çox istilik tələb olunacaq, yəni 460 J * 5 = 2300 J.
Dəmiri 1 °C deyil, Δt = 600 °C qızdırmaq üçün daha 600 dəfə çox istilik tələb olunacaq, yəni 2300 J * 600 = 1.380.000 J. Tam olaraq eyni (modul) istilik ayrılacaq və bu dəmir 620-dən 20 °C-ə qədər soyuduqda.
Belə ki, Bir cismi qızdırmaq üçün tələb olunan və ya onun soyutma zamanı buraxdığı istilik miqdarını tapmaq üçün bədənin xüsusi istilik tutumunu onun kütləsinə və son və ilkin temperaturları arasındakı fərqə vurmaq lazımdır.:
Bədən qızdırıldıqda tcon > tstart və deməli, Q > 0. Bədən soyuduqda tcon< t нач и, следовательно, Q < 0.
1. Cismin qızdırıldığı zaman aldığı istiliyin miqdarının onun kütləsindən və temperaturun dəyişməsindən asılı olduğunu göstərən misallar gətirin. 2. Bədəni qızdırmaq üçün tələb olunan və ya soyuduqda ondan ayrılan istilik miqdarı hansı düsturla hesablanır?
Bu dərsdə biz bədəni qızdırmaq üçün tələb olunan və ya soyuduqda ondan ayrılan istilik miqdarını necə hesablayacağımızı öyrənəcəyik. Bunun üçün əvvəlki dərslərdə əldə edilmiş bilikləri ümumiləşdirəcəyik.
Bundan əlavə, istilik miqdarının düsturundan istifadə edərək, bu düsturdan qalan kəmiyyətləri ifadə etməyi və digər kəmiyyətləri bilməklə onları hesablamağı öyrənəcəyik. İstiliyin miqdarını hesablamaq üçün həll yolu ilə bir problem nümunəsi də nəzərdən keçiriləcəkdir.
Bu dərs bədən qızdırıldıqda və ya soyuduqda sərbəst buraxıldıqda istilik miqdarının hesablanmasına həsr edilmişdir.
Hesablama bacarığı tələb olunan miqdar istilik çox vacibdir. Bu, məsələn, bir otağı qızdırmaq üçün suya verilməli olan istilik miqdarını hesablayarkən lazım ola bilər.
düyü. 1. Otağı qızdırmaq üçün suya verilməli olan istilik miqdarı
Və ya müxtəlif mühərriklərdə yanacaq yandırıldıqda ayrılan istilik miqdarını hesablamaq üçün:
düyü. 2. Mühərrikdə yanacaq yandırıldıqda ayrılan istilik miqdarı
Bu bilik, məsələn, Günəş tərəfindən buraxılan və Yerə düşən istilik miqdarını təyin etmək üçün də lazımdır:
düyü. 3. Günəşin buraxdığı və Yerə düşən istilik miqdarı
İstiliyin miqdarını hesablamaq üçün üç şeyi bilmək lazımdır (şəkil 4):
- bədən çəkisi (adətən tərəzi ilə ölçülə bilər);
- bədənin qızdırılması və ya soyudulması lazım olan temperatur fərqi (adətən termometr ilə ölçülür);
- bədənin xüsusi istilik tutumu (cədvəldən müəyyən edilə bilər).
düyü. 4. Müəyyən etmək üçün nə bilmək lazımdır
İstilik miqdarının hesablandığı düstur belə görünür:
Bu düsturda aşağıdakı miqdarlar görünür:
Joul ilə ölçülən istilik miqdarı (J);
Maddənin xüsusi istilik tutumu ilə ölçülür;
- dərəcə Selsi () ilə ölçülür temperatur fərqi.
İstiliyin miqdarının hesablanması problemini nəzərdən keçirək.
Tapşırıq
Bir qram kütləsi olan bir mis şüşə, temperaturda litr həcmində su ehtiva edir. Bir stəkan suya nə qədər istilik ötürülməlidir ki, onun temperaturu bərabər olsun?
düyü. 5. Problem şərtlərinin təsviri
Əvvəlcə yazaq qısa vəziyyət (verilmiş) və bütün kəmiyyətləri beynəlxalq sistemə (SI) çevirin.
|
Verildi: |
SI |
|
|
Tapın: |
Həlli:
Əvvəlcə bu problemi həll etmək üçün başqa hansı kəmiyyətlərə ehtiyacımız olduğunu müəyyənləşdirin. Xüsusi istilik tutumu cədvəlindən (Cədvəl 1) istifadə edərək (misin xüsusi istilik tutumu, şərti ilə şüşə mis olduğu üçün), (suyun xüsusi istilik tutumu, çünki stəkanda su var) tapırıq. Bundan əlavə, bilirik ki, istilik miqdarını hesablamaq üçün bizə bir kütlə su lazımdır. Şərtə görə bizə yalnız həcm verilir. Buna görə də cədvəldən suyun sıxlığını alırıq: (Cədvəl 2).
Cədvəl 1. Bəzi maddələrin xüsusi istilik tutumu,
Cədvəl 2. Bəzi mayelərin sıxlıqları
İndi bu problemi həll etmək üçün bizə lazım olan hər şey var.
Nəzərə alın ki, son istilik miqdarı mis şüşəni qızdırmaq üçün tələb olunan istilik miqdarı və içindəki suyu qızdırmaq üçün tələb olunan istilik miqdarının cəmindən ibarət olacaq:
Əvvəlcə mis şüşəni qızdırmaq üçün lazım olan istilik miqdarını hesablayaq:
Suyu qızdırmaq üçün tələb olunan istilik miqdarını hesablamazdan əvvəl 7-ci sinifdən bizə tanış olan düsturdan istifadə edərək suyun kütləsini hesablayaq:
İndi hesablaya bilərik:
Sonra hesablaya bilərik:
Kilojoulların nə demək olduğunu xatırlayaq. "Kilo" prefiksi deməkdir 
.
Cavab:.
İstiliyin miqdarını (sözdə birbaşa problemlər) və bu konsepsiya ilə əlaqəli kəmiyyətləri tapmaq problemlərini həll etmək rahatlığı üçün aşağıdakı cədvəldən istifadə edə bilərsiniz.
|
Tələb olunan miqdar |
Təyinat |
Ölçü vahidləri |
Əsas düstur |
Kəmiyyət üçün düstur |
|
İstilik miqdarı |
Məşq edin 81.
Fe-nin azaldılması zamanı ayrılacaq istilik miqdarını hesablayın 2 O 3 335,1 q dəmir alındıqda metal alüminium. Cavab: 2543,1 kJ.
Həlli:
Reaksiya tənliyi:
= (Al 2 O 3) - (Fe 2 O 3) = -1669,8 -(-822,1) = -847,7 kJ
335,1 q dəmir qəbul edərkən ayrılan istilik miqdarı aşağıdakı nisbətdən hesablanır:
(2 . 55,85) : -847,7 = 335,1 : X; x = (0847.7 . 335,1)/ (2 . 55,85) = 2543,1 kJ,
harada 55.85 atom kütləsi vəzi.
Cavab: 2543,1 kJ.
Reaksiyanın istilik effekti
Tapşırıq 82.
Qazlı etanol C2H5OH etilen C 2 H 4 (g) və su buxarının qarşılıqlı təsiri ilə əldə edilə bilər. Əvvəlcə onun istilik effektini hesablayaraq bu reaksiyanın termokimyəvi tənliyini yazın. Cavab: -45,76 kJ.
Həlli:
Reaksiya tənliyi belədir:
C 2 H 4 (g) + H 2 O (g) = C2H 5 OH (q); = ?
Maddələrin əmələ gəlməsinin standart istiliklərinin dəyərləri xüsusi cədvəllərdə verilmişdir. Nəzərə alsaq ki, sadə maddələrin əmələ gəlməsi istilikləri şərti olaraq sıfır qəbul edilir. Hess qanununun nəticəsini istifadə edərək reaksiyanın istilik effektini hesablayaq, əldə edirik:
= (C 2 H 5 OH) – [ (C 2 H 4) + (H 2 O)] =
= -235,1 -[(52,28) + (-241,83)] = - 45,76 kJ
Kimyəvi birləşmələrin simvollarının yanında onların birləşmə hallarının və ya kristal modifikasiyasının göstərildiyi reaksiya tənlikləri, habelə ədədi dəyər istilik effektləri termokimyəvi adlanır. Termokimyəvi tənliklərdə, xüsusi qeyd edilmədiyi təqdirdə, Q p sabit təzyiqində istilik effektlərinin dəyərləri sistemin entalpiyasının dəyişməsinə bərabər göstərilir. Qiymət adətən tənliyin sağ tərəfində vergül və ya nöqtəli vergüllə ayrılaraq verilir. Maddənin birləşmə vəziyyəti üçün aşağıdakı qısaldılmış işarələr qəbul edilir: G- qazlı, və- maye, Kimə
Əgər reaksiya nəticəsində istilik ayrılırsa, o zaman< О. Учитывая сказанное, составляем термохимическое уравнение данной в примере реакции:
C 2 H 4 (g) + H 2 O (g) = C 2 H 5 OH (g); = - 45,76 kJ.
Cavab:- 45,76 kJ.
Tapşırıq 83.
Aşağıdakı termokimyəvi tənliklərə əsasən dəmir (II) oksidin hidrogenlə reduksiya reaksiyasının istilik effektini hesablayın:
a) EO (k) + CO (g) = Fe (k) + CO 2 (g); = -13,18 kJ;
b) CO (g) + 1/2O 2 (g) = CO 2 (g); = -283,0 kJ;
c) H 2 (g) + 1/2O 2 (q) = H 2 O (g); = -241,83 kJ.
Cavab: +27,99 kJ.
Həlli:
Dəmir (II) oksidinin hidrogenlə reduksiyasının reaksiya tənliyi belədir:
EeO (k) + H 2 (g) = Fe (k) + H 2 O (g); = ?
= (H2O) – [ (FeO)
Suyun əmələ gəlməsi istiliyi tənliklə verilir
H 2 (g) + 1/2O 2 (g) = H 2 O (g); = -241.83 kJ,
və dəmir (II) oksidinin əmələ gəlməsi istiliyini (b) tənliyindən (a) tənliyini çıxmaqla hesablamaq olar.
=(c) - (b) - (a) = -241.83 – [-283.o – (-13.18)] = +27.99 kJ.
Cavab:+27,99 kJ.
Tapşırıq 84.
Qaz halındakı hidrogen sulfid və karbon qazı qarşılıqlı təsirdə olduqda, su buxarı və karbon disulfidi CS 2 (g) əmələ gəlir. Bu reaksiyanın termokimyəvi tənliyini yazın və əvvəlcə onun istilik effektini hesablayın. Cavab: +65,43 kJ.
Həlli:
G- qazlı, və- maye, Kimə-- kristal. Maddələrin aqreqativ vəziyyəti aydın olarsa, məsələn, O 2, H 2 və s.
Reaksiya tənliyi belədir:
2H 2 S (g) + CO 2 (g) = 2H 2 O (g) + CS 2 (g); = ?
Maddələrin əmələ gəlməsinin standart istiliklərinin dəyərləri xüsusi cədvəllərdə verilmişdir. Nəzərə alsaq ki, sadə maddələrin əmələ gəlməsi istilikləri şərti olaraq sıfır qəbul edilir. Hess qanununun nəticəsi ilə reaksiyanın istilik effekti hesablana bilər:
= (H 2 O) + (СS 2) – [(H 2 S) + (СO 2)];
= 2(-241,83) + 115,28 – = +65,43 kJ.
2H 2 S (g) + CO 2 (g) = 2H 2 O (g) + CS 2 (g); = +65,43 kJ.
Cavab:+65,43 kJ.
Termokimyəvi reaksiya tənliyi
Tapşırıq 85.
CO (g) və hidrogen arasındakı reaksiyanın termokimyəvi tənliyini yazın, bunun nəticəsində CH 4 (g) və H 2 O (g) əmələ gəlir. Normal şəraitdə 67,2 litr metan hasil edilərsə, bu reaksiya zamanı nə qədər istilik ayrılacaq? Cavab: 618,48 kJ.
Həlli:
Kimyəvi birləşmələrin simvollarının yanında onların məcmu hallarının və ya kristal modifikasiyasının, həmçinin istilik effektlərinin ədədi dəyərinin göstərildiyi reaksiya tənlikləri termokimyəvi adlanır. Termokimyəvi tənliklərdə, xüsusi qeyd edilmədiyi təqdirdə, sistemin entalpiyasının dəyişməsinə bərabər olan sabit Q p təzyiqində istilik effektlərinin dəyərləri göstərilir. Qiymət adətən tənliyin sağ tərəfində vergül və ya nöqtəli vergüllə ayrılaraq verilir. Maddənin birləşmə vəziyyəti üçün aşağıdakı qısaldılmış işarələr qəbul edilir: G- qazlı, və- bir şey, Kimə- kristal. Maddələrin aqreqativ vəziyyəti aydın olarsa, məsələn, O 2, H 2 və s.
Reaksiya tənliyi belədir:
CO (g) + 3H 2 (g) = CH 4 (g) + H 2 O (g); = ?
Maddələrin əmələ gəlməsinin standart istiliklərinin dəyərləri xüsusi cədvəllərdə verilmişdir. Nəzərə alsaq ki, sadə maddələrin əmələ gəlməsi istilikləri şərti olaraq sıfır qəbul edilir. Hess qanununun nəticəsi ilə reaksiyanın istilik effekti hesablana bilər:
= (H 2 O) + (CH 4) – (CO)];
= (-241,83) + (-74,84) – (-110,52) = -206,16 kJ.
Termokimyəvi tənlik belə olacaq:
22,4 : -206,16 = 67,2 : X; x = 67,2 (-206,16)/22?4 = -618,48 kJ; Q = 618,48 kJ.
Cavab: 618,48 kJ.
Yarama istiliyi
Tapşırıq 86.
Hansı reaksiyanın istilik effekti əmələ gəlmə istiliyinə bərabərdir. Aşağıdakı termokimyəvi tənliklərə əsasən NO-nun əmələ gəlməsi istiliyini hesablayın:
a) 4NH 3 (q) + 5O 2 (q) = 4NO (g) + 6H 2 O (l); = -1168,80 kJ;
b) 4NH 3 (q) + 3O 2 (q) = 2N 2 (q) + 6H 2 O (l); = -1530,28 kJ
Cavab: 90,37 kJ.
Həlli:
Standart əmələ gəlmə istiliyi standart şəraitdə bu maddənin 1 molunun sadə maddələrdən əmələ gəlməsinin reaksiya istiliyinə bərabərdir (T = 298 K; p = 1,0325,105 Pa). Sadə maddələrdən NO əmələ gəlməsi aşağıdakı kimi göstərilə bilər:
1/2N 2 + 1/2O 2 = NO
4 mol NO əmələ gətirən (a) reaksiyası və 2 mol N2 əmələ gətirən (b) reaksiyası verilmişdir. Oksigen hər iki reaksiyada iştirak edir. Buna görə də, NO-nun standart əmələ gəlməsi istiliyini təyin etmək üçün aşağıdakı Hess dövrəsini tərtib edirik, yəni (b) tənliyindən (a) tənliyini çıxarmalıyıq:
Beləliklə, 1/2N 2 + 1/2O 2 = NO; = +90,37 kJ.
Cavab: 618,48 kJ.
Tapşırıq 87.
Kristal ammonium xlorid ammonyak və hidrogen xlorid qazlarının reaksiyası nəticəsində əmələ gəlir. Əvvəlcə onun istilik effektini hesablayaraq bu reaksiyanın termokimyəvi tənliyini yazın. Normal şəraitdə hesablanmış reaksiyada 10 litr ammonyak sərf edilsə, nə qədər istilik ayrılacaq? Cavab: 78,97 kJ.
Həlli:
Kimyəvi birləşmələrin simvollarının yanında onların məcmu hallarının və ya kristal modifikasiyasının, həmçinin istilik effektlərinin ədədi dəyərinin göstərildiyi reaksiya tənlikləri termokimyəvi adlanır. Termokimyəvi tənliklərdə, xüsusi qeyd edilmədiyi təqdirdə, sistemin entalpiyasının dəyişməsinə bərabər olan sabit Q p təzyiqində istilik effektlərinin dəyərləri göstərilir. Qiymət adətən tənliyin sağ tərəfində vergül və ya nöqtəli vergüllə ayrılaraq verilir. Aşağıdakılar qəbul edilmişdir: Kimə-- kristal. Maddələrin aqreqativ vəziyyəti aydın olarsa, məsələn, O 2, H 2 və s.
Reaksiya tənliyi belədir:
NH 3 (g) + HCl (g) = NH 4 Cl (k). ;
Maddələrin əmələ gəlməsinin standart istiliklərinin dəyərləri xüsusi cədvəllərdə verilmişdir. Nəzərə alsaq ki, sadə maddələrin əmələ gəlməsi istilikləri şərti olaraq sıfır qəbul edilir. Hess qanununun nəticəsi ilə reaksiyanın istilik effekti hesablana bilər:
= ?
= (NH4Cl) – [(NH 3) + (HCl)];
Termokimyəvi tənlik belə olacaq:
= -315,39 – [-46,19 + (-92,31) = -176,85 kJ.
22,4 : -176,85 = 10 : Bu reaksiyada 10 litr ammonyakın reaksiyası zamanı ayrılan istilik nisbəti ilə müəyyən edilir:
Cavab: X; x = 10 (-176,85)/22,4 = -78,97 kJ; Q = 78,97 kJ.
78,97 kJ.
(və ya istilik ötürülməsi).
Maddənin xüsusi istilik tutumu.İstilik tutumu
- bu, 1 dərəcə qızdırıldıqda bədən tərəfindən qəbul edilən istilik miqdarıdır. Bədənin istilik tutumu kapitalla göstərilir Latın hərfi.
İLƏ
Bədənin istilik tutumu nədən asılıdır? Hər şeydən əvvəl onun kütləsindən. Aydındır ki, məsələn, 1 kiloqram suyun qızdırılması 200 qramın qızdırılmasından daha çox istilik tələb edəcək. Bəs maddənin növü? Bir təcrübə edək. Gəlin iki eyni qab götürək və onlardan birinə 400 ağırlığında su tökək, digərinə - 400 q ağırlığında, eyni ocaqlardan istifadə edərək onları qızdırmağa başlayaq. Termometr oxunuşlarını müşahidə edərək, yağın tez qızdığını görəcəyik. Suyu və yağı eyni temperaturda qızdırmaq üçün suyu daha uzun müddət qızdırmaq lazımdır. Ancaq suyu nə qədər qızdırsaq, ocaqdan bir o qədər çox istilik alır.
Beləliklə, müxtəlif maddələrin eyni kütləsini eyni temperatura qədər qızdırmaq lazımdır müxtəlif miqdarlar istilik. Bədəni qızdırmaq üçün tələb olunan istilik miqdarı və buna görə də onun istilik tutumu bədənin təşkil etdiyi maddənin növündən asılıdır.
Beləliklə, məsələn, 1 kq ağırlığında suyun temperaturunu 1 ° C artırmaq üçün 4200 J-ə bərabər istilik miqdarı tələb olunur və günəbaxan yağının eyni kütləsini 1 ° C qızdırmaq üçün ona bərabər istilik miqdarı lazımdır. 1700 J tələb olunur.
1 kq maddəni 1 ºС qızdırmaq üçün nə qədər istilik tələb olunduğunu göstərən fiziki kəmiyyət deyilir. xüsusi istilik tutumu bu maddədən.
Hər bir maddənin özünəməxsus istilik tutumu var ki, bu da Latın hərfi c ilə işarələnir və hər kiloqram dərəcə üçün joul ilə ölçülür (J/(kq °C)).
Eyni maddənin müxtəlif birləşmə vəziyyətlərində (bərk, maye və qaz halında) xüsusi istilik tutumu fərqlidir. Məsələn, suyun xüsusi istilik tutumu 4200 J/(kq °C), buzun xüsusi istilik tutumu isə 2100 J/(kq °C); bərk halda alüminium 920 J/(kq - °C), maye halda isə 1080 J/(kq - °C) xüsusi istilik tutumuna malikdir.
Qeyd edək ki, suyun çox yüksək xüsusi istilik tutumu var. Buna görə də dənizlərdə və okeanlarda su yayda qızdırılaraq havadan hopdurulur çox sayda istilik. Bunun sayəsində böyük su obyektlərinin yaxınlığında yerləşən yerlərdə yay sudan uzaq yerlərdə olduğu kimi isti deyil.
Bədəni qızdırmaq üçün tələb olunan və ya soyutma zamanı ondan ayrılan istilik miqdarının hesablanması.
Yuxarıdakılardan aydın olur ki, cismi qızdırmaq üçün tələb olunan istilik miqdarı cismin ibarət olduğu maddənin növündən (yəni onun xüsusi istilik tutumundan) və bədənin kütləsindən asılıdır. İstiliyin miqdarının bədən istiliyini neçə dərəcə artıracağımızdan asılı olduğu da aydındır.
Beləliklə, bir cismi qızdırmaq üçün lazım olan və ya onun soyutma zamanı buraxdığı istilik miqdarını müəyyən etmək üçün bədənin xüsusi istilik tutumunu onun kütləsinə və son və ilkin temperaturları arasındakı fərqə vurmaq lazımdır:
Q = sm (t 2 - t 1 ) ,
Harada Q- istilik miqdarı, c- xüsusi istilik tutumu; m- bədən çəkisi, t 1 - ilkin temperatur; t 2 - son temperatur.
Bədən istiləşdikdə t 2 > t 1 və buna görə də Q > 0 . Bədən soyuduqda t 2i< t 1 və buna görə də Q< 0 .
Əgər bütün bədənin istilik tutumu məlumdursa Latın hərfi, Q düsturla müəyyən edilir:
Q = C (t 2 - t 1 ) .