Qual è il calcolo della quantità di calore. Calcolo della quantità di calore necessaria per riscaldare il corpo e da esso rilasciata durante il raffreddamento - Ipermercato della Conoscenza

Riepilogo del piano

lezione aperta fisica in terza media "E"

Palestra dell'istituto scolastico municipale n. 77 della città. Togliatti

insegnante di fisica

Ivanova Maria Konstantinovna

Argomento della lezione:

Risoluzione di problemi per calcolare la quantità di calore necessaria per riscaldare un corpo o da esso rilasciata durante il raffreddamento.

Data:

Obiettivo della lezione:

sviluppare abilità pratiche nel calcolo della quantità di calore necessaria per il riscaldamento e rilasciata durante il raffreddamento;

sviluppare capacità di conteggio, migliorare le capacità logiche nell'analisi della trama dei problemi, nella risoluzione di problemi qualitativi e di calcolo;

sviluppare la capacità di lavorare in coppia, rispettare l'opinione del tuo avversario e difendere il tuo punto di vista, e fare attenzione quando prepari problemi di fisica.

Attrezzatura per le lezioni:

computer, proiettore, presentazione sull'argomento (Appendice n. 1), materiali provenienti da una raccolta unificata di risorse educative digitali.

Tipo di lezione:

risoluzione dei problemi.

“Metti il ​​tuo dito nella fiamma di un fiammifero e proverai una sensazione che non ha eguali né in cielo né in terra; tuttavia, tutto ciò che accadde fu semplicemente una conseguenza delle collisioni delle molecole”.

J. Wheeler

Avanzamento della lezione:

Momento organizzativo

Saluto agli studenti.

Controllo degli studenti assenti.

Comunicare l’argomento e gli obiettivi della lezione.

Controllo dei compiti.

1.Rilievo frontale

Qual è la capacità termica specifica di una sostanza? (Diapositiva n. 1)

Qual è l'unità di capacità termica specifica di una sostanza?

Perché i corpi idrici si congelano lentamente? Perché il ghiaccio non scompare per molto tempo dai fiumi e soprattutto dai laghi, anche se il clima è stato caldo per molto tempo?

Perché su Costa del Mar Nero Il Caucaso è abbastanza caldo anche in inverno?

Perché molti metalli si raffreddano in modo significativo? più veloce dell'acqua? (Diapositiva n. 2)

2. Sondaggio individuale (carte con compiti multilivello per più studenti)

Studiare un nuovo argomento.

1. Ripetizione del concetto di quantità di calore.

Quantità di calore- una misura quantitativa della variazione di energia interna durante il trasferimento di calore.

La quantità di calore assorbita da un corpo è considerata positiva mentre la quantità rilasciata è negativa. L'espressione “il corpo ha una certa quantità di calore” oppure “il corpo contiene (immagazzina) una certa quantità di calore” non ha senso. La quantità di calore può essere ricevuta o ceduta in qualsiasi processo, ma non può essere posseduta.

Durante lo scambio di calore al confine tra i corpi, avviene l'interazione delle molecole che si muovono lentamente di un corpo freddo con le molecole che si muovono velocemente di un corpo caldo. Di conseguenza, le energie cinetiche delle molecole vengono equalizzate e le velocità delle molecole di un corpo freddo aumentano e quelle di un corpo caldo diminuiscono.

Durante lo scambio termico l'energia non viene convertita da una forma all'altra; parte dell'energia interna del corpo caldo viene trasferita al corpo freddo.

2. Formula di calore.

Deriviamo una formula di lavoro per risolvere i problemi di calcolo della quantità di calore: Q = cm ( T 2 - T 1 ) - scrivere alla lavagna e sui quaderni.

Scopriamo che la quantità di calore ceduto o ricevuto da un corpo dipende dalla temperatura iniziale del corpo, dalla sua massa e dalla sua capacità termica specifica.

In pratica, vengono spesso utilizzati calcoli termici. Ad esempio, quando si costruiscono edifici, è necessario tenere conto della quantità di calore che l'intero sistema di riscaldamento dovrebbe fornire all'edificio. Dovresti anche sapere quanto calore fuoriuscirà nello spazio circostante attraverso finestre, muri e porte.

3 . Dipendenza della quantità di calore da varie quantità . (Diapositive n. 3, n. 4, n. 5, n. 6)

4 . Calore specifico (Diapositiva n. 7)

5. Unità per misurare la quantità di calore (Diapositiva n. 8)

6. Un esempio di risoluzione di un problema per calcolare la quantità di calore (Diapositiva n. 10)

7. Risolvere problemi sul calcolo della quantità di calore sulla lavagna e nei quaderni

Scopriamo anche che se avviene uno scambio di calore tra corpi, allora l'energia interna di tutti i corpi riscaldanti aumenta tanto quanto diminuisce l'energia interna dei corpi raffreddanti. Per fare ciò, utilizziamo un esempio di problema risolto dal § 9 del libro di testo.

Pausa dinamica.

IV. Consolidamento del materiale studiato.

1. Domande per l'autocontrollo (Diapositiva n. 9)

2. Risolvere problemi di qualità:

Perché nei deserti fa caldo durante il giorno, ma di notte la temperatura scende sotto lo 0°C? (La sabbia ha una bassa capacità termica specifica, quindi si riscalda e si raffredda rapidamente.)

Un pezzo di piombo e un pezzo di acciaio della stessa massa furono colpiti con un martello stesso numero una volta. Quale pezzo è diventato più caldo? Perché? (Il pezzo di piombo è diventato più caldo perché... calore specifico meno piombo.)

Perché le stufe in ferro riscaldano una stanza più velocemente delle stufe in mattoni, ma non rimangono calde così a lungo? (La capacità termica specifica del rame è inferiore a quella del mattone.)

Uguali quantità di calore furono trasferite a pesi di rame e acciaio della stessa massa. Quale peso cambierà di più la temperatura? (Per il rame, perché La capacità termica specifica del rame è inferiore.)

Cosa consuma più energia: scaldare l'acqua o scaldare una pentola di alluminio, se le loro masse sono le stesse? (Per il riscaldamento dell'acqua, poiché la capacità termica specifica dell'acqua è elevata.)

Come sapete, il ferro ha una capacità termica specifica maggiore rispetto al rame. Di conseguenza, un polpastrello di ferro avrebbe un apporto di energia interna maggiore rispetto alla stessa punta di rame, a parità di massa e temperatura. Perché nonostante ciò la punta del saldatore è in rame? (Il rame ha un'elevata conduttività termica.)

È noto che la conduttività termica del metallo è molto maggiore della conduttività termica del vetro. Perché allora i calorimetri sono fatti di metallo e non di vetro? (Il metallo ha un'elevata conduttività termica e una bassa capacità termica specifica, grazie alla quale la temperatura all'interno del calorimetro si equalizza rapidamente e per riscaldarlo viene speso poco calore. Inoltre, la radiazione del metallo è molto inferiore a quella del vetro, il che riduce la perdita di calore.)

È noto che la neve a debole coesione protegge bene il terreno dal gelo, perché contiene molta aria, che è un cattivo conduttore di calore. Ma anche al suolo non coperto di neve sono adiacenti strati d'aria. Perché, in questo caso, non si congela molto? (L'aria, a contatto con il terreno non ricoperto di neve, è costantemente in movimento e mescolata. Quest'aria in movimento rimuove il calore dal terreno e aumenta l'evaporazione dell'umidità da esso. L'aria che si trova tra le particelle di neve è inattiva e, essendo un cattivo conduttore di calore, protegge il terreno dal gelo.)

3. Risoluzione di problemi di calcolo

I primi due problemi vengono risolti da studenti molto motivati ​​alla lavagna con discussione collettiva. Troviamo approcci corretti nel ragionamento e nella progettazione della soluzione dei problemi.

Compito n. 1.

Quando si riscaldava un pezzo di rame da 20°C a 170°C, venivano consumati 140.000 J di calore. Determina la massa del rame.

Compito n. 2

Qual è il calore specifico di un liquido se fossero necessari 150.000 J per riscaldarne 2 litri a 20°C? La densità del liquido è 1,5 g/cm³?

Gli studenti trovano in coppia le risposte ai seguenti problemi:

Compito n.3.

Due sfere di rame di massa m o e 4m o riscaldato in modo che entrambe le sfere ricevano la stessa quantità di calore. Allo stesso tempo, la palla più grande si è riscaldata di 5°C. Quanto si è riscaldata la palla di massa più piccola?

Compito n. 4.

Quale quantità di calore viene rilasciata quando 4 m³ di ghiaccio vengono raffreddati da 10°C a – 40°C?

Compito n.5.

In quale caso sarà necessaria una maggiore quantità di calore per riscaldare due sostanze se il riscaldamento delle due sostanze è lo stesso ∆ T 1 = ∆T 2 La prima sostanza è un mattone con una massa di 2 kg e c = 880 J/kg ∙ °C, e l'ottone - una massa di 2 kg e c = 400 J/kg ∙ °C

Compito n. 6.

Un blocco d'acciaio di massa 4 kg viene riscaldato. In questo caso sono stati consumati 200.000 J di calore. Determinare la temperatura corporea finale se la temperatura iniziale lo è T 0 = 10°C

Quando gli studenti risolvono i problemi in modo indipendente, sorgono naturalmente delle domande. Discutiamo collettivamente le domande più frequenti. Alle domande di natura privata vengono fornite risposte individuali.

Riflessione. Fare segni.

Insegnante: Allora ragazzi, cosa avete imparato in classe oggi e quali cose nuove avete imparato?

Esempi di risposte degli studenti :

Abbiamo sviluppato competenze nella risoluzione di problemi qualitativi e di calcolo sull'argomento "Calcolo della quantità di calore necessaria per riscaldare il corpo e rilasciata durante il raffreddamento".

Abbiamo visto nella pratica come materie come la fisica e la matematica si sovrappongono e sono connesse.

Compiti a casa:

Risolvi i problemi n. 1024, 1025, dalla raccolta di problemi di V.I. Lukashik, E.V.

Indipendentemente si pone il problema di calcolare la quantità di calore richiesta per riscaldare un corpo o rilasciata da esso durante il raffreddamento.

Per sapere come calcolare la quantità di calore necessaria per riscaldare un corpo, stabiliamo innanzitutto da quali quantità essa dipende.

Sappiamo già dal paragrafo precedente che tale quantità di calore dipende dal tipo di sostanza di cui è composto il corpo (cioè dalla sua capacità termica specifica):

Q dipende da c.

Ma non è tutto.

Se vogliamo riscaldare l'acqua nel bollitore in modo che diventi solo calda, non la riscalderemo a lungo. E affinché l'acqua diventi calda, la riscalderemo più a lungo. Ma più a lungo il bollitore rimane a contatto con il riscaldatore, maggiore sarà il calore che riceverà da esso. Di conseguenza, quanto più cambia la temperatura corporea quando viene riscaldata, tanto maggiore è la quantità di calore che deve essere trasferita ad essa.

Lasciamo che la temperatura iniziale del corpo abbia inizio, e che la temperatura finale sia tendenziale. Quindi la variazione della temperatura corporea sarà espressa dalla differenza

Δt = t fine – t inizio,

e la quantità di calore dipenderà da questo valore:

Q dipende da Δt.

Infine, tutti sanno che per riscaldare, ad esempio, sono necessari 2 kg di acqua tempo più lungo(e quindi più calore) che per riscaldare 1 kg di acqua. Ciò significa che la quantità di calore necessaria per riscaldare un corpo dipende dalla massa di quel corpo:

Q dipende da m.

Quindi, per calcolare la quantità di calore, è necessario conoscere la capacità termica specifica della sostanza di cui è composto il corpo, la massa di questo corpo e la differenza tra la sua temperatura finale e quella iniziale.

Supponiamo, ad esempio, che sia necessario determinare la quantità di calore necessaria per riscaldare una parte di ferro del peso di 5 kg, a condizione che la sua temperatura iniziale sia di 20 °C e che la temperatura finale sia pari a 620 °C.

Dalla Tabella 8 troviamo che il calore specifico del ferro è c = 460 J/(kg*°C). Ciò significa che per riscaldare 1 kg di ferro di 1 °C sono necessari 460 J.

Per riscaldare 5 kg di ferro di 1 °C sarà necessario 5 volte più calore, ovvero 460 J * 5 = 2300 J.

Per riscaldare il ferro non di 1 °C, ma di Δt = 600 °C, sarà necessaria una quantità di calore 600 volte maggiore, ovvero 2300 J * 600 = 1.380.000 J. Verrà rilasciata esattamente la stessa quantità di calore (modulo) e quando questo ferro si raffredda da 620 a 20 °C.

COSÌ, per trovare la quantità di calore necessaria per riscaldare un corpo o da esso ceduta durante il raffreddamento, è necessario moltiplicare la capacità termica specifica del corpo per la sua massa e per la differenza tra la sua temperatura finale e quella iniziale:

Quando il corpo è riscaldato, tcon > tstart e, quindi, Q > 0. Quando il corpo è raffreddato, tcon< t нач и, следовательно, Q < 0.

1. Fornire esempi che dimostrino che la quantità di calore ricevuta da un corpo quando riscaldato dipende dalla sua massa e dalle variazioni di temperatura. 2. Quale formula viene utilizzata per calcolare la quantità di calore richiesta per riscaldare un corpo o rilasciata da esso durante il raffreddamento?

In questa lezione impareremo a calcolare la quantità di calore necessaria per riscaldare un corpo o ceduta da esso durante il raffreddamento. Per fare ciò, riassumeremo le conoscenze acquisite nelle lezioni precedenti.

Inoltre, impareremo, utilizzando la formula per la quantità di calore, a esprimere le quantità rimanenti da questa formula e a calcolarle, conoscendo altre quantità. Verrà inoltre considerato un esempio di problema con una soluzione per il calcolo della quantità di calore.

Questa lezione è dedicata al calcolo della quantità di calore quando un corpo viene riscaldato o rilasciato quando si raffredda.

Capacità di calcolo quantità richiesta il calore è molto importante. Ciò può essere necessario, ad esempio, quando si calcola la quantità di calore che deve essere trasmessa all'acqua per riscaldare una stanza.

Riso. 1. La quantità di calore che deve essere impartita all'acqua per riscaldare la stanza

Oppure per calcolare la quantità di calore rilasciata quando il carburante viene bruciato in vari motori:

Riso. 2. La quantità di calore rilasciata quando il carburante viene bruciato nel motore

Questa conoscenza è necessaria anche, ad esempio, per determinare la quantità di calore che viene rilasciata dal Sole e cade sulla Terra:

Riso. 3. La quantità di calore rilasciata dal Sole e che cade sulla Terra

Per calcolare la quantità di calore è necessario sapere tre cose (Fig. 4):

• peso corporeo (che solitamente può essere misurato utilizzando una bilancia);
• la differenza di temperatura con la quale un corpo deve essere riscaldato o raffreddato (solitamente misurata utilizzando un termometro);
• capacità termica specifica del corpo (che può essere determinata dalla tabella).

Riso. 4. Cosa devi sapere per determinarlo

La formula con cui viene calcolata la quantità di calore è simile alla seguente:

In questa formula compaiono le seguenti quantità:

La quantità di calore misurata in joule (J);

La capacità termica specifica di una sostanza si misura in ;

- differenza di temperatura, misurata in gradi Celsius ().

Consideriamo il problema del calcolo della quantità di calore.

Compito

Un bicchiere di rame con una massa di grammi contiene acqua con un volume di un litro ad una temperatura. Quanto calore deve essere trasferito ad un bicchiere d'acqua affinché la sua temperatura diventi uguale a ?

Riso. 5. Illustrazione delle condizioni problematiche

Per prima cosa scriviamo condizione breve (Dato) e convertire tutte le quantità nel sistema internazionale (SI).

Dato:	SI
Trovare:

Soluzione:

Innanzitutto, determina quali altre quantità sono necessarie per risolvere questo problema. Utilizzando la tabella della capacità termica specifica (Tabella 1) troviamo (capacità termica specifica del rame, poiché per condizione il vetro è rame), (capacità termica specifica dell'acqua, poiché per condizione c'è acqua nel vetro). Inoltre sappiamo che per calcolare la quantità di calore abbiamo bisogno di una massa d'acqua. Secondo la condizione, ci viene dato solo il volume. Pertanto, dalla tabella prendiamo la densità dell'acqua: (Tabella 2).

Tavolo 1. Capacità termica specifica di alcune sostanze,

Tavolo 2. Densità di alcuni liquidi

Ora abbiamo tutto ciò che serve per risolvere questo problema.

Si noti che la quantità finale di calore sarà costituita dalla somma della quantità di calore necessaria per riscaldare il vetro di rame e della quantità di calore richiesta per riscaldare l'acqua al suo interno:

Calcoliamo innanzitutto la quantità di calore necessaria per riscaldare un vetro di rame:

Prima di calcolare la quantità di calore necessaria per riscaldare l'acqua, calcoliamo la massa dell'acqua utilizzando una formula che ci è familiare dal grado 7:

Ora possiamo calcolare:

Allora possiamo calcolare:

Ricordiamo cosa significano i kilojoule. Il prefisso "chilo" significa .

Risposta:.

Per comodità di risolvere i problemi relativi alla determinazione della quantità di calore (i cosiddetti problemi diretti) e delle quantità associate a questo concetto, è possibile utilizzare la tabella seguente.

Quantità richiesta	Designazione	Unità di misura	Formula di base	Formula per quantità
Quantità di calore

Esercizio 81.
Calcolare la quantità di calore che verrà rilasciata durante la riduzione del Fe 2O3 alluminio metallico se si ottenevano 335,1 g di ferro. Risposta: 2543,1 kJ.
Soluzione:
Equazione di reazione:

= (Al 2 O 3) - (Fe 2 O 3) = -1669,8 -(-822,1) = -847,7 kJ

La quantità di calore rilasciata quando si ricevono 335,1 g di ferro si calcola dalla proporzione:

(2 . 55,85) : -847,7 = 335,1 : X; x = (0847.7 . 335,1)/ (2 . 55,85) = 2543,1 kJ,

dove 55,85 massa atomica ghiandola.

Risposta: 2543,1 kJ.

Effetto termico della reazione

Compito 82.
Gassoso etanolo C2H5OH può essere ottenuto dall'interazione di etilene C 2 H 4 (g) e vapore acqueo. Scrivi l'equazione termochimica di questa reazione, avendo precedentemente calcolato il suo effetto termico. Risposta: -45,76 kJ.
Soluzione:
L'equazione di reazione è:

C2H4 (g) + H2O (g) = C2H5OH (g); = ?

I valori dei calori standard di formazione delle sostanze sono riportati in apposite tabelle. Considerando che i calori di formazione delle sostanze semplici sono convenzionalmente assunti pari a zero. Calcoliamo l'effetto termico della reazione utilizzando una conseguenza della legge di Hess, otteniamo:

= (C2H5OH) – [ (C2H4) + (H2O)] =
= -235,1 -[(52,28) + (-241,83)] = - 45,76 kJ

Equazioni di reazione in cui i loro stati di aggregazione o modificazione cristallina sono indicati accanto ai simboli dei composti chimici, nonché valore numerico gli effetti termici sono detti termochimici. Nelle equazioni termochimiche, se non diversamente indicato, i valori degli effetti termici a pressione costante Q p sono indicati pari alla variazione di entalpia del sistema. Il valore viene solitamente indicato sul lato destro dell'equazione, separato da una virgola o un punto e virgola. Sono accettate le seguenti designazioni abbreviate per lo stato di aggregazione di una sostanza: G- gassoso, E- liquido, A

Se il calore viene rilasciato a seguito di una reazione, allora< О. Учитывая сказанное, составляем термохимическое уравнение данной в примере реакции:

C2H4(g) + H2O (g) = C2H5OH (g); = -45,76 kJ.

Risposta:- 45,76 kJ.

Compito 83.
Calcolare l'effetto termico della reazione di riduzione dell'ossido di ferro (II) con idrogeno sulla base delle seguenti equazioni termochimiche:

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) H2(g) + 1/2O2 (g) = H2O(g); = -241,83 kJ.
Risposta: +27,99 kJ.

Soluzione:
L'equazione di reazione per la riduzione dell'ossido di ferro (II) con idrogeno ha la forma:

EeO (k) + H 2 (g) = Fe (k) + H 2 O (g); = ?

= (H2O) – [ (FeO)

Il calore di formazione dell'acqua è dato dall'equazione

H2(g) + 1/2O2 (g) = H2O(g); = -241,83 kJ,

e il calore di formazione dell'ossido di ferro (II) può essere calcolato sottraendo l'equazione (a) dall'equazione (b).

=(c) - (b) - (a) = -241,83 – [-283,o – (-13,18)] = +27,99 kJ.

Risposta:+27,99 kJ.

Compito 84.
Quando l'idrogeno solforato gassoso e l'anidride carbonica interagiscono, si formano vapore acqueo e disolfuro di carbonio CS 2 (g). Scrivi l'equazione termochimica per questa reazione e calcola prima il suo effetto termico. Risposta: +65,43 kJ.
Soluzione:
G- gassoso, E- liquido, A- cristallino. Questi simboli vengono omessi se lo stato aggregativo delle sostanze è ovvio, ad esempio O 2, H 2, ecc.
L'equazione di reazione è:

2H 2 S (g) + CO 2 (g) = 2H 2 O (g) + CS 2 (g); = ?

I valori dei calori standard di formazione delle sostanze sono riportati in apposite tabelle. Considerando che i calori di formazione delle sostanze semplici sono convenzionalmente assunti pari a zero. L'effetto termico di una reazione può essere calcolato utilizzando un corollario della legge di Hess:

= (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.

Risposta:+65,43 kJ.

Equazione della reazione termochimica

Compito 85.
Scrivi l'equazione termochimica per la reazione tra CO (g) e idrogeno, a seguito della quale si formano CH 4 (g) e H 2 O (g). Quanto calore verrà rilasciato durante questa reazione se si ottenessero 67,2 litri di metano in condizioni normali? Risposta: 618,48 kJ.
Soluzione:
Le equazioni di reazione in cui accanto ai simboli dei composti chimici sono indicati i loro stati aggregati o la modificazione cristallina, nonché il valore numerico degli effetti termici, sono chiamate termochimiche. Nelle equazioni termochimiche, se non diversamente indicato, sono indicati i valori degli effetti termici a pressione costante Q p pari alla variazione di entalpia del sistema. Il valore viene solitamente indicato sul lato destro dell'equazione, separato da una virgola o un punto e virgola. Sono accettate le seguenti designazioni abbreviate per lo stato di aggregazione di una sostanza: G- gassoso, E- qualcosa, A- cristallino. Questi simboli vengono omessi se lo stato aggregativo delle sostanze è ovvio, ad esempio O 2, H 2, ecc.
L'equazione di reazione è:

CO (g) + 3H 2 (g) = CH 4 (g) + H 2 O (g); = ?

I valori dei calori standard di formazione delle sostanze sono riportati in apposite tabelle. Considerando che i calori di formazione delle sostanze semplici sono convenzionalmente assunti pari a zero. L'effetto termico di una reazione può essere calcolato utilizzando un corollario della legge di Hess:

= (H2O) + (CH4) – (CO)];
= (-241,83) + (-74,84) – (-110,52) = -206,16 kJ.

L’equazione termochimica sarà:

22,4 : -206,16 = 67,2 : X; x = 67,2 (-206,16)/22?4 = -618,48 kJ; Q = 618,48 kJ.

Risposta: 618,48 kJ.

Calore di formazione

Compito 86.
L'effetto termico di tale reazione è pari al calore di formazione. Calcolare il calore di formazione di NO in base alle seguenti equazioni termochimiche:
a) 4NH 3 (g) + 5O 2 (g) = 4NO (g) + 6H 2 O (l); = -1168,80 kJ;
b) 4NH 3 (g) + 3O 2 (g) = 2N 2 (g) + 6H 2 O (l); = -1530,28 kJ
Risposta: 90,37 kJ.
Soluzione:
Il calore di formazione standard è uguale al calore di reazione della formazione di 1 mole di questa sostanza da sostanze semplici in condizioni standard (T = 298 K; p = 1.0325.105 Pa). La formazione di NO da sostanze semplici può essere rappresentata come segue:

1/2N2 + 1/2O2 = NA

Data la reazione (a), che produce 4 mol di NO, e data la reazione (b), che produce 2 mol di N2. L'ossigeno è coinvolto in entrambe le reazioni. Pertanto, per determinare il calore standard di formazione di NO, componiamo il seguente ciclo di Hess, ovvero dobbiamo sottrarre l'equazione (a) dall'equazione (b):

Pertanto, 1/2N2 + 1/2O2 = NO; = +90,37 kJ.

Risposta: 618,48 kJ.

Compito 87.
Il cloruro di ammonio cristallino si forma dalla reazione dei gas di ammoniaca e acido cloridrico. Scrivi l'equazione termochimica di questa reazione, avendo precedentemente calcolato il suo effetto termico. Quanto calore verrà rilasciato se nella reazione venissero consumati 10 litri di ammoniaca, calcolato in condizioni normali? Risposta: 78,97 kJ.
Soluzione:
Le equazioni di reazione in cui accanto ai simboli dei composti chimici sono indicati i loro stati aggregati o la modificazione cristallina, nonché il valore numerico degli effetti termici, sono chiamate termochimiche. Nelle equazioni termochimiche, se non diversamente indicato, sono indicati i valori degli effetti termici a pressione costante Q p pari alla variazione di entalpia del sistema. Il valore viene solitamente indicato sul lato destro dell'equazione, separato da una virgola o un punto e virgola. Sono stati accettati: A- cristallino. Questi simboli vengono omessi se lo stato aggregativo delle sostanze è ovvio, ad esempio O 2, H 2, ecc.
L'equazione di reazione è:

NH 3 (g) + HCl (g) = NH 4 Cl (k). ;

I valori dei calori standard di formazione delle sostanze sono riportati in apposite tabelle. Considerando che i calori di formazione delle sostanze semplici sono convenzionalmente assunti pari a zero. L'effetto termico di una reazione può essere calcolato utilizzando un corollario della legge di Hess:

= ?
= (NH4Cl) – [(NH3) + (HCl)];

L’equazione termochimica sarà:

= -315,39 – [-46,19 + (-92,31) = -176,85 kJ.

22,4 : -176,85 = 10 : Il calore rilasciato durante la reazione di 10 litri di ammoniaca in questa reazione è determinato dalla proporzione:

Risposta: X; x = 10 (-176,85)/22,4 = -78,97 kJ; Q = 78,97 kJ.

78,97 kJ.

(o trasferimento di calore).

Capacità termica specifica di una sostanza. Capacità termica

- questa è la quantità di calore assorbita da un corpo quando riscaldato di 1 grado. La capacità termica di un corpo si indica con il capitale Lettera latina.

CON

Da cosa dipende la capacità termica di un corpo? Innanzitutto dalla sua massa. È chiaro che riscaldare, ad esempio, 1 chilogrammo di acqua richiederà più calore rispetto al riscaldamento di 200 grammi. E il tipo di sostanza? Facciamo un esperimento. Prendiamo due vasi identici e versiamo acqua del peso di 400 in uno di essi e nell'altro - del peso di 400 g, iniziamo a scaldarli utilizzando bruciatori identici. Osservando le letture del termometro, vedremo che l'olio si riscalda rapidamente. Per riscaldare l'acqua e l'olio alla stessa temperatura, l'acqua deve essere riscaldata più a lungo. Ma più a lungo riscaldiamo l'acqua, più calore riceve dal bruciatore.

Pertanto, è necessario riscaldare la stessa massa di sostanze diverse alla stessa temperatura quantità diverse calore. La quantità di calore necessaria per riscaldare un corpo e, quindi, la sua capacità termica, dipendono dal tipo di sostanza di cui è composto il corpo.

Quindi, ad esempio, per aumentare di 1°C la temperatura dell'acqua del peso di 1 kg è necessaria una quantità di calore pari a 4200 J, e per riscaldare di 1°C la stessa massa di olio di girasole è necessaria una quantità di calore pari a Sono necessari 1700 J.

Viene chiamata una quantità fisica che mostra quanto calore è necessario per riscaldare 1 kg di una sostanza di 1 ºС capacità termica specifica di questa sostanza.

Ogni sostanza ha la propria capacità termica specifica, che è indicata con la lettera latina c e misurata in joule per chilogrammo di grado (J/(kg °C)).

La capacità termica specifica della stessa sostanza nei diversi stati di aggregazione (solido, liquido e gassoso) è diversa. Ad esempio, il calore specifico dell'acqua è 4200 J/(kg °C), e il calore specifico del ghiaccio è 2100 J/(kg °C); l'alluminio allo stato solido ha una capacità termica specifica di 920 J/(kg - °C), e allo stato liquido - 1080 J/(kg - °C).

Tieni presente che l’acqua ha un calore specifico molto elevato. Pertanto, l'acqua nei mari e negli oceani, riscaldandosi in estate, viene assorbita dall'aria gran numero Calore. Grazie a ciò, in quei luoghi che si trovano vicino a grandi specchi d'acqua, l'estate non è così calda come nei luoghi lontani dall'acqua.

Calcolo della quantità di calore necessaria per riscaldare un corpo o da esso ceduta durante il raffreddamento.

Da quanto sopra è chiaro che la quantità di calore necessaria per riscaldare un corpo dipende dal tipo di sostanza di cui è composto il corpo (cioè dalla sua capacità termica specifica) e dalla massa del corpo. È anche chiaro che la quantità di calore dipende da quanti gradi andremo ad aumentare la temperatura corporea.

Quindi, per determinare la quantità di calore necessaria per riscaldare un corpo o da esso rilasciata durante il raffreddamento, è necessario moltiplicare la capacità termica specifica del corpo per la sua massa e per la differenza tra la temperatura finale e quella iniziale:

Q = cm (T 2 - T 1 ) ,

Dove Q- quantità di calore, C— capacità termica specifica, M- peso corporeo, T 1 — temperatura iniziale, T 2 — temperatura finale.

Quando il corpo si riscalda t2> T 1 e quindi Q > 0 . Quando il corpo si raffredda t2i< T 1 e quindi Q< 0 .

Se si conosce la capacità termica dell'intero corpo Lettera latina, Q determinato dalla formula:

Q = C(t2- T 1 ) .