Как в химии обозначается теплота: Тепловой эффект реакции — урок. Химия, 9 класс.

Содержание

Теплота сгорания вещества — Справочник химика 21

    Под теплотой сгорания понимают то количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании одного моля вещества до высших окислов при данных условиях (Р, Т). Сгорание называется полным, когда углерод, водород, азот, сера, хлор и бром, входящие в соединение, превращаются соответственно в диоксид углерода, жидкую воду, молекулярный азот, диоксид серы и галогеноводородную кислоту. Теплоту сгорания веществ определяют сжи- [c.209]
    Теплота сгорания веществ, состав которых непостоянен (нефть, каменный уголь, древесина и др.), может определяться по данным элементного состава, для чего можно использовать эм лирическую формулу Д. И. Менделеева. [c.122]

    Теплота сгорания топлива. Важнейшей характеристикой топлива является теплота сгорания. Теплотой сгорания вещества называют тепловой эффект реакции окисления кислородом элементов, входящих в состав этого вещества до образования высших оксидов.

Теплоту сгорания обычно относят к стандартному состоянию (давление 101 кПа), одному молю топлива и температуре 298,15 К и назначают стандартной теплотой сгорания. [c.381]

    Для углерода недостаточно применять обозначение (кр.), поскольку кристаллический углерод может существовать в двух различных модификациях -в виде алмаза или графита.] Требуется выяснить, будет ли в этой реакции выделяться теплота, которую следует учесть при конструировании реактора. Подобный синтез никогда не проводился (и, по-видимому, никогда не будет осуществлен), но тем не менее можно получить ответ на поставленный вопрос, используя данные о теплотах некоторых легко осуществляемых реакций. Теплотой сгорания вещества, содержащего С, N, О и Н, называется теплота реакции данного вещества (в расчете на его одномолярное количество) с достаточным количеством кислорода, продуктами которой являются СО2, N2 и жидкая Н2О. Теплоты сгорания легко поддаются измерению и исторически были первыми теплотами реакций, измерявшимися и табулируемыми систематически.

Подробные таблицы теплот сгорания можно найти в специальных термохимических справочниках. Теплоты сгорания метана и алмаза равны [c.92]

    Закон Гесса и его следствия не могут быть использованы для расчета тепловых эффектов процессов, если мы не условимся, какой смысл вкладывать в понятия теплота образования и теплота сгорания вещества. [c.165]

    Из проведенного рассмотрения ясно, что в расчетах теплот (АЯ) основным источником ошибок является неточное определение теплот сгорания веществ (или рассчитываемых по ним теплот образования). При нахождении А0°, Кр, Кн, х появляются дополнительные ошибки из-за неточности определения энтропий. [c.71]

    В предыдущих разделах через АЯс обозначали теплоту сгорания вещества до высших оксидов (например, СО2, Н2О). При высокотемпературном 

[c.122]

    Закон Гесса и его следствия не могут быть использованы, если мы не условимся, какой смысл вкладываем в понятия теплота образования и теплота сгорания вещества.[c.12]

    Недостатком этого метода является невысокая точность рассчитанных значений теплот образования, так как их величина гораздо меньше теплот сгорания веществ. Расчет теплот образования по разности больших величин может вносить большую ошибку в их значение. [c.69]

    Теплоты образования рассчитывают по теплотам сгорания веществ или с помощью различных эмпирических методов. Абсолютные значения энтропий рассчитывают по уравнению  [c.215]


    Низшую (Qh) и высшую (Qb) теплоты сгорания вещества, имеющего брутто-формулу jH.AN,i, можно определить по уравнениям  
[c.424]

    Для удобства сопоставления экспериментальных данных и последующих расчетов экспериментальные теплоты сгорания веществ относят обычно к стандартным условиям, т. е. к процессу, в котором как исходные вещества, так и продукты сгорания находятся в стандартном (термодинамически устойчивом при данной температуре) состоянии при давлении 1 агм. Что касается температуры, то в подавляющем большинстве современных термохимических работ, литературных источников и справочников теплоты сгорания относят к 25° С (298,15° К). Теплоту сгорания, относящуюся к стандартным условиям при 298,15°К (25°С), обозначают символом [c.15]

    Часто применяется калориметр, в котором для проведения реакции служит толстостенный, герметически закрывающийся металлический сосуд — калориметрическая бомба. В подобных калориметрах определяют обычно теплоты сгорания веществ. В сосуд помещают пробу вещества и кислород под давлением. Реакция в смеси инициируется искрой, создаваемой электрическим 

[c.52]

    Теплота сгорания вещества — количество тепла, которое выделяется при полном сгорании 1 г или 1 моль вещества и охлаждении продуктов сгорания до начальной температуры опыта. При полном сгора- [c.151]

    Взять навеску органического вещества с известной теплотой сгорания. Вещество не брикетировать. Поместить в мешочек, опустить в мешочек запальную проволоку и проводить опыт. 2. Рассчитать теплоту сгорания вспомогательных материалов по уравнению (У,44). [c.155]

    Теплотой сгорания называется теплота (кДж), выделяющаяся при полном сгорании 1 моль вещества в токе кислорода. Теплоты сгорания веществ определяют калориметрически или приближенно рассчитывают по формуле Д. П. Коновалова  

[c.45]

    Вычислите тепловой эффект реакции гидрирования толуола, если извест ны теплоты сгорания веществ  [c.7]

    Теплота сгорания и теплотворная способность топлива. Важнейшими характеристиками топлива являются теплота сгорания и теплотворная способность. Теплотой сгорания вещества называют тепловой эффект реакции окисления кислородом входящих в состав этого вещества элементов до образования высших оксидов. Теплоту сгорания обычно относят к стандартным условиям 298,15 К, давлению 101 кПа, одному молю топлива и называют стандартной теплотой сгорания.[c.351]

    АНс. ещ теплота сгорания вещества. [c.85]

    Обозначения —теплота сгорания вещества АВ, q —теплота его образования из простых веществ А и В, а q K q —теплота сгорания этих простых веществ. 

[c.16]

    Определите тепловой эф([)ект реакции в стандартных условиях, ес- П известны теплоты сгорания веществ, [c.6]

    Важное практическое значение имеет реакция горения веществ в атмосфере. При горении вещества взаимодействуют с кислородом, в процессе чего выделяется большое количество энергии в виде теплоты и света и образуются высшие оксиды элементов. Количество энергии, выделяющейся при полном сгорании одного моля соединения, называется теплотой сгорания вещества. [c.47]

    Составьте термохимические уравнения, которые включают молярную теплоту сгорания вещества, пользуясь следующими данными о теплоте сгорания 1 г каждого из указанных ниже веществ  [c.321]

    По стандартным теплотам сгорания веществ рассчитайте Д№29 системы  [c.

123]

    Теплоту сгорания вещества можно выразить в расчете на грамм или на моль. Для того чгобм рассчитать молярную теплоту сгорания (приводимую обычно в кДж/моль) из полученных вами экспериментальных данных, сначала нужно иайти эт величину в расчете на грамм. [c.205]

    Не меньшую опасность представляют смазочное масло и продукты его разложения. Эти вещества также взрывоопасны в жидком кислороде, хотя, как было показано исследованиями, их чувствительность к различным импульсам значительно ниже чувствительности ацетилена. Однако это ни в коей мере не может оправдать ослабление к ним внимания, так как при неудовлетворительной очистке воздуха в блоке разделения может накопиться достаточно большое количество масла. Так, на одном из предприятий при промывке конденсатора было извлечено несколько сот граммов масла. Представление о силе взрыва такого количества масла может дать следующий подсчет. При взрывном разложении веществ максимально может выделиться количество энергии, равное теплоте сгорания вещества.

Для масел эта величина составляет около 42 кдж1г. Если считать, что из всего извлеченного масла в реакции примет участие только 10% и коэффициент использования энергии составит 30%, то при взрыве выделится на каждые 100 г масла. [c.102]

    А. Н. Баратовым и В. В. Булановой был предложен расчетный метод оценки горючести, основанный на разности между теплотой сгорания вещества и минимальным запасом энергии, необходимым для распространения пламени по стехиометрической смеси с воздухом оцениваемого вещества в газообразном состоянии. Этот метод был развит, и предложено оценку производить следующим образом  [c.17]

    Из закона Гесса следует, что тепловой эффект реакции равен разности мео. сду теплотами сгорания веществ, указанных в левой части уравнения, и теплотами сгорания веществ, указанных в правой части уравнения реакции (взятых, разумеется, с соответствующими стехнометрическимн коэффициентами). 

[c.198]

    Так, для реакции (VI, 19), если АЯсгор, в, Ясгор Ясгор. д и Н°сгор.я обозначают теплоты сгорания веществ В, О, Р и R, тепловой эффект реакции [c.198]


    В статье [ arrier, 1985] показано сходство, имеющееся между огненными штормами и определенными метеорологическими явлениями. Огненный шторм здесь описывается как «тепловой циклон» или «мезоциклон». Авторы считают его вихрем, создающим ветровую нагрузку (скорость ветра 20 — 50 м/с, или 70- 180 км/ч) и образующим конвективную колонку, возможно, высотой в 10 км. Такие штормы возникают в сильно насыщенной топливом городской среде от многочисленных небольших пожаров, которые сливаются в один пожар. Для полного развития огненному шторму может потребоваться полчаса через 2 ч достигается пик, а через 6 — 9 ч огненный шторм закончится. В типичном случае территория площадью 12 км будет сожжена дотла. В работе представляются вычисления для случая огненного шторма в Гамбурге. Предполагалось, что площадь, занятая штормом, равна приблизительно 12 км , а скорость выгорания выбиралась исходя из того, что около 160 кг/м горючего вещества полностью сгорает в течение 6 ч.
Теплота сгорания вещества была задана равной 1,86 10 Дж/кг. Средний выброс тепла, таким образом, составлял 137 кВт/м . Температура на поверхности земли достигала 1000 К. Авторы утверждают, что для поддержания огненного шторма требуется минимальная площадь порядка 1,25 км . Парадоксально, что отсутствие начального ветра, по-видимому, способствует образованию огненного шторма. [c.163]

    С помощью данных, представленных в табл. 8.1—8.3, можно рассчитать 1) теплоемкость вещества при любой температуре в интервале 298,15—1000 К (для На504 при 298,15—700 К) 2) теплоту образования соединения в конденсированном состоянии 3) низшую и высшую теплоты сгорания вещества 4) иа менение энтальпии соединения при его нагревании или охлаждении 5) термодинамические параметры химической реакции при любой температуре от 298,15 до 1000 К (тепловой эффект, изменение энтропии, изменение энергии Гиббса,, термодинамическую константу равновесия, степени превращения компонентов). [c.423]

    Стандартные теплоты сгорания веществ в газообразном состоянии ДЯ°2Э8и могут быть получены из стандартных теплот сгорания [c. 18]

    Определение теплот сгорания вспомогательных материалов органического вещества с известной теплотой сгорания. Вещество не брикетировать. Поместить в мешочек, опустить в мешочек запальную проволоку проводить опыт. Рассчитать теплоту сгорания вспомогательных материалов по уравнению (У1.40). [c.148]

    В термохимических расчетах часто используют понятия теплота образования и теплота сгорания вещества. Теплотой образования называют тепловой эффект реакции образования 1 моля сложного вещества из простых веществ, наиболее устойчивых при н. у. Теплоты образования обычно приводят для стандартных условий (Я=1 атм, 7 =298К) и обозначают или ДЯ (см. табл. 3 приложения). Теплоты образования простых веществ при стандартных условиях принимаются равными нулю. [c.63]

    Часто при термохимических расчетах пользуются табличными значениями теплот сгорания веществ. За стандартную тея готг/ сгорания принимается теплота, выделяющаяся при сгорании веществ в кислороде. Сжигание веществ проводят в таких условиях, что конечными продуктами реакции являются СОг (г.), НгО (ж.), N2, (г.), галогеноводороды и т.д. С теплотой сгорания связано второе следствие из закона Гесса  [c.159]


2.7. Теплота реакции. Закон Гесса



2.7. Теплота реакции. Закон Гесса

2.7. Теплота реакции. Закон Гесса

Разрыв и образование химических связей в ходе реакции сопровождается изменением энергии системы. Разница в энергиях связей в продуктах реакции и исходных веществах составляет энергию химической реакции, в том числе ее теплоту.

Нередко понятия «теплота реакции» и «энергия реакции» используются как тождественные, хотя они имеют различный смысл. Теплота — один из видов энергии. При химической реакции может происходить выделение (поглощение) энергии и в других видах (электрическая, механическая, световая энергия). Теплота (тепловой эффект) реакции — это количество тепловой энергии, выделившееся или поглощенное системой в результате протекающих в ней химических превращений.

Тепловой эффект обозначается символами Q или ΔH (Q = -ΔH). Реакции, идущие с выделением теплоты (Q > 0; ΔH относятся к экзотермическим, а с ее поглощением (Q 0) — к эндотермическим. Уравнение реакции с указанием ее теплового эффекта называется термохимическим. Например:

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + Q

Если теплоту реакции отнести к 1 моль определенного вещества, то в термохимическом уравнении некоторые стехиометрические коэффициенты могут быть дробными. Например:

C6H6(ж) + 7,5O2 6CO2(г) + 3H2O + 3301,6 кДж/моль На теплоту образования веществ влияет их агрегатное и фазовое. Поэтому в термохимических уравнениях принято указывать это состояние (г — газ, ж — жидкость, т — твердое вещество, к — кристаллическая фаза).

В основе термохимических расчетов лежит закон постоянства количества теплоты, открытый русским химиком Г. И. Гессом в 1840 г.

Тепловой эффект реакции зависит только от начального и конечного состояний реагирующих веществ и не зависит от пути реакции (т.е. от числа стадий и промежуточных состояний).

Этот закон является следствием всеобщего закона сохранения энергии. Согласно закону Гесса, теплота химической реакции равна разности между суммой теплот образования продуктов реакции и суммой теплот образования исходных веществ:

Qреакции = ΣQобр.(продуктов) — ΣQобр.(исх.веществ) где Qобр. – теплота образования 1 моль соединения из простых веществ в стандартных условиях (Т = 298 К, p = 101,3 кПа).
Величину Qобр. = -ΔHoобр. называют стандартной молярной теплотой (энтальпией) образования вещества.
Стандартные теплоты образования простых веществ в наиболее устойчивой модификации (О2, Н2, Сграфит и т.п.) приняты равными нулю.

Закон Гесса позволяет рассчитать тепловые эффекты любых промежуточных (в том числе, гипотетических) стадий на пути превращения реагента в продукт реакции.

Тепловой эффект химической реакции реферат по химии

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Воронежский государственный технический университет КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине «Теоретические основы прогрессивной технологии» Тема: «Тепловой эффект химической реакции и его практическое применение.» Воронеж 2004 Содержание Введение …………………………………………………………………… 3 1. Тепловой эффект химической реакции………………………………… 4 1.1. Уравнения химических реакций……………………………… 8 1.2. Основные законы термохимии………………………………. 10 2. Применение теплового эффекта на практике…………………………. 12 2.1.Жаропрочные покрытия………………………………………. 1 2.2.Термохимический способ обработки алмаза………………… 14 2.3.Техногенное сырьё для производства цемента……………… 15 2.4. Биосенсоры……………………………………………………. 16 Заключение…………………………………………………………………. 17 Список литературы………………………………………………………… 18 • Реакции, протекающие с выделением теплоты, проявляют положительный тепловой эффект (Q>0, DH<0) и называются экзотермическими. В других случаях на разрушение связей в исходных веществах требуется энергии больше, чем может выделиться при образовании новых связей. Такие реакции происходят только при подводе энергии извне и называются эндотермическими. • Реакции, которые идут с поглощением теплоты из окружающей среды (Q<0, DH>0), т.е. с отрицательным тепловым эффектом, являются эндотермическими. Примером является образование оксида углерода (II) CO и водорода h3 из угля и воды, которое происходит только при нагревании (рис. 1б). Рис. 1а Рис. 1б Рис. 1а,б. Изображение химических реакций при помощи моделей молекул: а) экзотермическая реакция, б) эндотермическая реакция. Модели наглядно показывают, как при неизменном числе атомов между ними разрушаются старые и возникают новые химические связи. Таким образом, любая химическая реакция сопровождается выделением или поглощением энергии. Чаще всего энергия выделяется или поглощается в виде теплоты (реже — в виде световой или механической энергии). Эту теплоту можно измерить. Результат измерения выражают в килоджоулях (кДж) для одного моля реагента или (реже) для моля продукта реакции. Такая величина называется тепловым эффектом реакции. • Тепловой эффект — количество теплоты, выделившееся или поглощенное химической системой при протекании в ней химической реакции. Тепловой эффект обозначается символами Q или DH (Q = -DH). Его величина соответствует разности между энергиями исходного и конечного состояний реакции: DH = Hкон.- Hисх. = Eкон.- Eисх. Значки (г), (ж) обозначают газообразное и жидкое состояние веществ. Встречаются также обозначения (тв) или (к) — твердое, кристаллическое вещество, (водн) — растворенное в воде вещество и т.д. Обозначение агрегатного состояния вещества имеет важное значение. Например, в реакции сгорания водорода первоначально образуется вода в виде пара (газообразное состояние), при конденсации которого может выделиться еще некоторое количество энергии. Следовательно, для образования воды в виде жидкости измеренный тепловой эффект реакции будет несколько больше, чем для образования только пара, поскольку при конденсации пара выделится еще порция теплоты. Используется также частный случай теплового эффекта реакции — теплота сгорания. Из самого названия видно, что теплота сгорания служит для характеристики вещества, применяемого в качестве топлива. Теплоту сгорания относят к 1 молю вещества, являющегося топливом (восстановителем в реакции окисления), например: C2h3 + 2,5 O2 = 2 CO2 + h3O + 1300 кДж ацетилен теплота сгорания ацетилена Запасенную в молекулах энергию (Е) можно отложить на энергетической шкале. В этом случае тепловой эффект реакции (Δ Е) можно показать графически (рис. 2). Рис. 2. Графическое изображение теплового эффекта (Q = Δ Е): а) экзотермической реакции горения водорода; б) эндотермической реакции разложения воды под действием электрического тока. Координату реакции (горизонтальную ось графика) можно рассматривать, например, как степень превращения веществ (100% — полное превращение исходных веществ). 1.2. Основные законы термохимии • Раздел химии, занимающийся изучением превращения энергии в химических реакциях, называется термохимией. Существует два важнейших закона термохимии. Первый из них, закон Лавуазье–Лапласа, формулируется следующим образом: • Тепловой эффект прямой реакции всегда равен тепловому эффекту обратной реакции с противоположным знаком. Это означает, что при образовании любого соединения выделяется (поглощается) столько же энергии, сколько поглощается (выделяется) при его распаде на исходные вещества. Например: 2 h3(г) + O2(г) 2 h3О(ж) + 572 кДж (горение водорода в кислороде) 2 h3О(ж) + 572 кДж = 2 h3(г) + O2(г) (разложение воды электрическим током) Закон Лавуазье–Лапласа является следствием закона сохранения энергии. Второй закон термохимии был сформулирован в 1840 г российским академиком Г. И. Гессом: • Тепловой эффект реакции зависит только от начального и конечного состояния веществ и не зависит от промежуточных стадий процесса. Это означает, что общий тепловой эффект ряда последовательных реакций будет таким же, как и у любого другого ряда реакций, если в начале и в конце этих рядов одни и те же исходные и конечные вещества. Эти два основных закона термохимии придают термохимическим уравнениям некоторое сходство с математическими, когда в уравнениях реакций можно переносить члены из одной части в другую, почленно складывать, вычитать и сокращать формулы химических соединений. При этом необходимо учитывать коэффициенты в уравнениях реакций и не забывать о том, что складываемые, вычитаемые или сокращаемые моли вещества должны находиться в одинаковом агрегатном состоянии. 2. Применение теплового эффекта на практике Тепловые эффекты химических реакций нужны для многих технических расчетов. Например, рассмотрим мощную российскую ракету «Энергия», способную выводить на орбиту космические корабли и другие полезные грузы. Двигатели одной из её ступеней работают на сжиженных газах — водороде и кислороде. Допустим, нам известна работа (в кДж), которую придется затратить для доставки ракеты с грузом с поверхности Земли до орбиты, известна также работа по преодолению сопротивления воздуха и другие затраты энергии во время полета. Как рассчитать необходимый запас водорода и кислорода, которые (в сжиженном состоянии) используются в этой ракете в качестве топлива и окислителя? Без помощи теплового эффекта реакции образования воды из водорода и кислорода сделать это затруднительно. Ведь тепловой эффект — это и есть та самая энергия, которая должна вывести ракету на орбиту. В камерах сгорания ракеты эта теплота превращается в кинетическую энергию молекул раскаленного газа (пара), который вырывается из сопел и создает реактивную тягу. В химической промышленности тепловые эффекты нужны для расчета количества теплоты для нагревания реакторов, в которых идут эндотермические реакции. В энергетике с помощью теплот сгорания топлива рассчитывают выработку тепловой энергии. Врачи-диетологи используют тепловые эффекты окисления пищевых продуктов в организме для составления правильных рационов питания не только для больных, но и для здоровых людей — спортсменов, работников различных профессий. По традиции для расчетов здесь используют не джоули, а другие энергетические единицы — калории (1 кал = 4,1868 Дж). Энергетическое содержание пищи относят к какой-нибудь массе пищевых продуктов: к 1 г, к 100 г или даже к стандартной упаковке продукта. Например, на этикетке баночки со сгущенным молоком можно прочитать такую надпись: «калорийность 320 ккал/100 г». Тепловой эффект рассчитывается при получении монометиланилина, который относится к классу замещенных ароматических аминов. Основная область применения монометиланилина – антидетонационная присадка для бензинов. Возможно использование монометиланилина в производстве красителей. Товарный монометиланилин (N-метиланилин) выделяется из катализата методом периодической или непрерывной ректификации. Тепловой эффект реакции ∆Н= -14±5 кДж/моль. 2.1.Жаропрочные покрытия Развитие техники высоких температур вызывает необходимость создания особо жаропрочных материалов. Эта задача может быть решена путём использования тугоплавких и жаропрочных металлов. Интерметаллические покрытия привлекают всё большее внимание, поскольку обладают многими ценными качествами: стойкостью к окислению, агрессивными расплавами, жаропрочностью и т. д. Интерес представляет и существенная экзотермичность образования этих соединений из составляющих их элементов. Возможны два способа использования экзотермичности реакции образования интерметаллидов. Первый – получение композитных, двухслойных порошков. При нагреве компоненты порошка вступают во взаимодействие, и тепло экзотермической реакции компенсируют остывание частиц, достигающих защищаемой поверхности в полностью расплавленном состоянии и образующих малопористое прочно сцеплённое с основой покрытие. Другим вариантом может быть нанесение механической смеси порошков. При достаточном нагреве частиц они вступают во взаимодействие уже в слое покрытие. Если величина теплового эффекта значительная, то это может привести к самопроплавлению слоя покрытия, образованию промежуточного диффузионного слоя, повышающего прочность сцепления, получения плотной, малопористой структуры покрытия. Пpи выборе композиции, образующей интерметаллидное покрытие с большим тепловым эффектом и обладающее многими ценными качествами – коррозионной стойкостью, достаточной — решение экологических проблем за счет рациональной утилизации отходов и сокращения газовых выбросов в атмосферу при обжиге клинкера. 2.4. Биосенсоры Биосенсоры — датчики на основе иммобилизованных ферментов. Позволяют быстро и качественно анализировать сложные, многокомпонентные смеси веществ. В настоящее время находят все более широкое применение в целом ряде отраслей науки, промышленности, сельского хозяйства и здравоохранения. Основой для создания автоматических систем ферментативного анализа послужили последние достижения в области энзимологии и инженерной энзимологии. Уникальные качества ферментов — специфичность действия и высокая каталитическая активность — способствуют простоте и высокой чувствительности этого аналитического метода, а большое количество известных и изученных на сегодняшний день ферментов позволяют постоянно расширять список анализируемых веществ. Ферментные микрокалориметрические датчики — используют тепловой эффект ферментативной реакции. Состоит из двух колонок (измерительной и контрольной), заполненных носителем с иммобилизованным ферментом и снаряженных термисторами. При пропускании через измерительную колонку анализируемого образца происходит химическая реакция, которая сопровождается регистрируемым тепловым эффектом. Данный тип датчиков интересен своей универсальностью. Заключение. Итак, проведя анализ практического применения теплового эффекта химических реакций, можно сделать вывод: тепловой эффект вплотную связан с нашей повседневной жизнью, он подвергается постоянному исследованию и находит всё новые применения на практике. В условиях развития современных технологий теплой эффект нашел свое применение в различных отраслях. Химическая, военная, строительная, пищевая, горнодобывающая и многие другие отрасли используют тепловой эффект в своих разработках. Он применяется в двигателях внутреннего сгорания, холодильных установках и в различных топочных устройствах, а также в производстве хирургических приборов, жаропрочных покрытий, новых видах строительных материалов и так далее. В современных условиях постоянно развивающейся науке, мы наблюдаем появление всё более новых разработок и открытий в сфере производства. Это влечет за собой всё новые и новые области применения теплового эффекта химических реакций. Список литературы 1. Мусабеков Ю. С., Марселен Бертло, М., 1965; Centenaire de Marcelin Berthelot, 1827-1927, P., 1929. 2. Патент 852586 Российская Федерация. МКИ В 28 Д 5/00. Способ размерной обработки алмаза /А.П.Григорьев, С.Х.Лифшиц, П.П.Шамаев (Российская Федерация). — 2 с. 3. Классен В.К. Материальный баланс.Теплотехнические расчеты тепловых агрегатов. – Белгород: БТИСМ, 1978. –114 с. 4. Перегудов В.В., Роговой М.И. Тепловые процессы и установки в технологии строительных изделий и деталей.– М.:Стройиздат,1983.-416с. 5. Е-mail:[email protected] 6. «Биотехнологии» (http://www.ictc.ru/R_42.htm). 7. С.Д. Варфоломеев, Ю.М. Евдокимов, М.А. Островский. «ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК».

Теплота Работа .


Теплота

Передача энергии, вызываемая разностью температур между системой и ее окружением или между одной системой и другой системой, называется передачей теплоты. Количество энергии, передаваемой таким образом, обозначается буквой q. Количество переданной теплоты пропорционально массе т системы и изменению температуры


, вызванному этой передачей энергии:


Если точно известно, из какого вещества состоит система, и это вещество можно охарактеризовать его удельной теплоемкостью с, то приведенное выше соотношение приобретает следующий вид:


Удельная теплоемкость вещества это энергия, необходимая для повышения температуры одного килограмма данного вещества на один кельвин. Например, удельная теплоемкость воды равна

Молярная теплоемкость вещества-это энергия, необходимая для повышения температуры одного моля данного вещества на один кельвин. Молярная теплоемкость обозначается символом Сm.

Теплота не является свойством системы. Поэтому она не может быть функцией состояния. Например, стакан воды может иметь температуру 50 0C, но нельзя сказать, что он имеет теплоту. Чтобы нагреть воду до 50 °С, ей необходимо передать энергию, конечно если предполагается, что сначала она имела более низкую температуру. И наоборот, если стакан воды сначала имел более высокую температуру, то, чтобы понизить ее до 50 °С, нужно передать часть энергии системы ее окружению. Таким образом, мы убеждаемся, что энергия (теплота), передаваемая системе или системой, не описывает состояние системы. Она описывает только то, что происходит с системой, прежде чем она достигнет конечного состояния, которое в нашем примере характеризуется температурой 50 °С.

Работа

Работа тоже является формой передачи энергии от одной системы к другой или от системы к ее окружению. Система выполняет работу, если система действует с некоторой силой, направленной на преодоление сопротивления. Величина выполненной работы равна произведению силы и расстояния, на котором эта сила преодолевает сопротивление:

Работа = Сила х (Расстояние перемещения в направлении действия силы)

Работа, с которой чаще всего приходится иметь дело в химии, связана с расширением системы. Такое расширение происходит, например, при выделении газа в ходе химической реакции (рис. 5.3). В таком случае работа w, выполняемая системой, определяется выражением


где P внешнее давление, a ΔV-изменение объема системы. Для многих химических реакций, выполняемых в лабораторных условиях, внешнее давление просто совпадает с атмосферным давлением. Знак минус в приведенном выше уравнении соответствует тому, что работа выполняется системой, а следовательно, система теряет энергию.

Оглавление:


Тепловой эффект химических реакций

Цель: расширить представления о классификации химических реакций.

Задачи:

Образовательная: ввести понятия об экзо- и эндотермических процессах на конкретных примерах; ознакомить обучающихся с выражением экзо- и эндотермических процессов через термохимические уравнения как условные отображения закона сохранения массы и энергии; способствовать формированию познавательного интереса к химии;

Развивающая: продолжать развитие химического мышления; совершенствовать грамотную химическую речь; продолжать развивать умения наблюдать и объяснять химические явления.

Воспитательная: способствовать формированию экологической культуры и бережного отношения к окружающей среде; побудить к активной работе мысли.

Тип урока: изучение нового материала с использованием информационных технологий.

Ход урока

1. Организационный момент (1 мин.)

Приложение 1.

Слайд 1. Приветствие. Представление.

2. Фронтальный опрос. Повторение ранее изученного.

— В жизни нас с вами окружает множество физических явлений и химических реакций. Давайте вспомним, а с какими типами химических реакций вы уже знакомы?
— Если несколько веществ образуют одно – это тип…

Соединение.

Слайд 2.

— Под какими буквами находится реакция типа соединения?

А) и Д).

Слайд 2.

— Проверяем. Молодцы!
— А если, наоборот, из одного вещества – несколько? Это тип…

Разложение.

— Найдите их на слайде.

Б) и Г).

Слайд 2.

Проверяем. Молодцы!

— А если кто-то встаёт на место другого? Это тип…

Замещение.

— И эта реакция на слайде под буквой?

В)

Слайд 2.

Молодцы! Правильно.

Слайд 2.

— А назовите мне, пожалуйста, регенты в первой реакции.

В первой реакции реагенты – фосфор и кислород.

— Какое количество фосфора и какое количество кислорода участвует в реакции? Определите по коэффициентам.

4 моль фосфора и 5 моль кислорода.

— Какое количество оксида фосфора (V) образуется?

2 моль.

Молодцы!

— А теперь ответьте мне на такие же вопросы по второй реакции.

Во второй реакции реагенты – сера и кислород: серы 1 моль, кислорода 1 моль. Образуется 1 моль оксида серы (IV).

3. Актуализация темы. Новый материал.

Молодцы!

— А как называются реакции взаимодействия веществ с кислородом?

Окисление.

Слайд 2.

— Молодцы!
— А если при окислении выделяется тепло и свет, как называются такие реакции?

Горение.

Слайд 3.

— Молодцы!
— Так вот, химические реакции проходят либо с выделением тепла, либо с его поглощением, то есть с тепловым эффектом. И так, запишем в тетради число и тему урока.

Внимание на слайд.

Слайд 4.

Запись в тетради: “Тепловой эффект химических реакций”.

— А как по-вашему, что такое тепловой эффект?

Варианты ответов.

А точнее, внимание на слайд.

Слад 4.

Запись в тетрадь.

“Тепловой эффект – это количество теплоты, которое выделяется или поглощается при химической реакции”. Обозначается буквой “ку” и измеряется в килоджоулях.

— А как вы думаете, как называются химические уравнения, в которых указывается тепловой эффект?

Варианты ответов.

Внимание на слайд.

Слайд 4.

Запись в тетрадь.

“Химические уравнения, в которых указывается тепловой эффект, называются термохимические”.

Слайд 5.

— Раз уж мы выяснили, что тепловой эффект – это количество теплоты, значит, его можно измерить. И делают это прибором калориметром.

Слайд 6.

— Давайте попробуем назвать реакции с выделением тепла, добавляя соответствующую приставку “экзо”.

Варианты ответов.

Внимание на слайд.

Слайд 6.

Запись в тетрадь.

“Реакции, происходящие с выделение тепла,- экзотермические”

— А как мы можем показать в уравнении, что теплота выделяется?

Варианты ответов.

Внимание на слайд.

Слайд 6.

Запись в тетрадь.

“+ Q”

Слайд 6.

— Запишите примеры экзотермических реакций.
— А теперь давайте проговорим и запишем про реакции, происходящие с поглощением тепла.

Реакции, происходящие с поглощением тепла, - эндотермические. В уравнениях обозначаются “- Q”.

Слайд 7.

Запись в тетрадь.

4. Рефлексия. Применение полученных знаний в жизни.

— Давайте поразмышляем над следующей информацией.

Слайд 8.

— Сорные куры строят гнёздо из мусора и гниющих остатков растений. В него на определённую глубину они откладывают яйца. Самец время от времени помещает клюв в эту кучу мусора и частично раскидывает её сверху или, наоборот, делает выше. Для чего он это делает?

В гнезде происходит медленное окисление с постепенным выделением теплоты. Птица клювом, как термометром, измеряет температуру в гнезде. Если жарко, самец раскидывает кучу. И наоборот, нагребает её, если прохладно.

5. Домашнее задание.

— Приведите один пример экзо- или эндотермической реакции в природе.

6. Проверка качества усвоенного материала.

— Закройте, пожалуйста, тетради. Сейчас вы работаете на листочках.

В первом задании вам нужно дополнить предложение.

Во втором и третьем заданиях выбрать единственно правильный ответ.

7. Подведение итогов за урок.

Слайд 9.

Выставление оценок. Благодарность за работу на уроке.

ФИ   ФИ  
Вариант 1 Вариант 2
Задание 1. Вставьте пропущенные слова в определениях:

а) Реакции, протекающие с выделением теплоты, называются _________________________;

б) “- Q” – количество теплоты, которое выделяется / поглощается (нужное подчеркнуть) при эндотермических процессах.

Задание 1. Вставьте пропущенные слова в определениях:

а) “+ Q” – количество теплоты, которое выделяется / поглощается (нужное подчеркнуть) при экзотермических процессах;

б) Реакции, протекающие с поглощением теплоты, называются _________________________

Задание 2. При взаимодействии 1 моль азота и 1 моль кислорода поглотилась теплота количеством 180 кДж. Описанному процессу соответствует уравнение

а) N2 + О2 —> 2NО;
б) N2 + О2 —> 2NО + 180 кДж;
в) N2 + О2 —> NО – 180 кДж;
г) N2 + О2 —> 2NО – 180 кДж.

Задание 2. При взаимодействии 1 моль азота и 3 моль водорода выделилась теплота количеством 92 кДж. Описанному процессу соответствует уравнение

а) N2 + 3Н2 —> 2NН3;
б) N2 + 3Н2 —> 2NН3 + 92 кДж;
в) N2 + 3Н2 —> NН3 + 92 кДж;
г) N2 + 3Н2 —> 2NН3 – 92 кДж.

Используемая литература: И. В.Маркина. Современный урок химии. Технологии, приемы, разработки учебных занятий. Издательство “Академия развития”, 2008.

2.2: Энергия, тепло и температура

Цели обучения
  • Объясните разницу между кинетической энергией и потенциальной энергией .
  • Дайте определение химической энергии и тепловой энергии .
  • Дайте определение тепла и работы и опишите важное ограничение в их взаимном преобразовании.
  • Опишите физический смысл температуры.
  • Объясните значение температурной шкалы и опишите, как определяется конкретная шкала.
  • Преобразование температуры, выраженной в градусах Фаренгейта или Цельсия, в другую шкалу.
  • Опишите температурную шкалу Кельвинов и ее особое значение.
  • Дайте определение теплоемкости и удельной теплоемкости и объясните, как их можно измерить.

Все химические превращения сопровождаются поглощением или выделением тепла. Тесная связь между материей и энергией была источником удивления и спекуляций с самых первобытных времен; не случайно огонь считался одной из четырех основных стихий (наряду с землей, воздухом и водой) уже в пятом веке до нашей эры.Этот модуль будет охватывать только самые основные аспекты предмета, которых будет достаточно, чтобы вы начали; гораздо более полный набор уроков по химической энергетике есть в другом месте.

Что такое энергия?

Энергия — одно из самых фундаментальных и универсальных понятий физической науки, но его очень трудно определить так, чтобы оно было понятно большинству людей. Возможно, это отражает тот факт, что энергия — это не «вещь», существующая сама по себе, а скорее атрибут материи (а также электромагнитного излучения), который может проявляться по-разному.Его можно наблюдать и измерять только косвенно, через его воздействие на материю, которая приобретает, теряет или обладает им. Энергия может принимать различные формы: механическую, химическую, электрическую, радиационную (световую) и тепловую. Вы также знаете, что энергия сохраняется ; его можно передать от одного объекта или места к другому, но оно никогда не может просто так исчезнуть.

В 17 веке великий математик Готфрид Лейбниц (1646-1716) предложил различие между vis viva («живая энергия») и vis mortua («мертвая энергия»), которое позже стало известно как кинетическая энергия. энергия и потенциальная энергия.2\). Эта часть «v-квадрат» важна; если вы удваиваете скорость, вы потребляете в четыре раза больше топлива (глюкозы для бегуна, бензина или электричества для вашего автомобиля).

  • Потенциальная энергия — это энергия, которой тело обладает в силу своего положения в силовом поле — гравитационном, электрическом или магнитном поле. Например, если объект массой м поднять над полом на высоту ч , его потенциальная энергия увеличится на мгч , где г — константа пропорциональности, известная как ускорение свободного падения . Точно так же потенциальная энергия частицы, имеющей электрический заряд q , зависит от ее положения в электростатическом поле.
  • Кинетическая и потенциальная энергии свободно конвертируются друг в друга

    Поднимите книгу и держите ее над столешницей; вы только что увеличили свою потенциальную энергию в силовом поле земного притяжения. Теперь пусть упадет. Его вновь приобретенная потенциальная энергия начинает вновь проявляться в виде кинетической энергии по мере того, как он ускоряется вниз со скоростью, увеличивающейся на 9.8 м/с каждую секунду (9,8 м с –2 или 32 фута с –2 ). В тот момент, когда она ударяется о поверхность, потенциальная энергия, которую вы передали книге, теперь полностью преобразована в кинетическую энергию.

    И что происходит с этой кинетической энергией после того, как книга перестает двигаться? Он все еще здесь, но вы больше не можете видеть его действие; теперь она рассеялась в виде тепловой кинетической энергии («тепло») в молекулах книги, столешницы и, наконец, в окружающей среде, включая воздух.

    Рисунок: В отсутствие трения полная энергия остается постоянной

    Чем больше вы думаете об этом, тем больше примеров преобразования кинетического потенциала вы найдете в повседневной жизни. Однако во многих других случаях можно увидеть, как энергия объекта постоянно чередуется между потенциальной и кинетической формами. Если оставить его в покое, процесс будет продолжаться бесконечно, пока трение не рассеет энергию в окружающую среду.

    Кладбище энергии: тепловая энергия

    Энергия сохраняется: ее нельзя ни создать, ни уничтожить.Но он может и в конце концов всегда будет исчезать из нашего поля зрения и переходить в микроскопический мир отдельных молекулярных частиц. Все молекулы находятся в постоянном движении, поэтому обладают кинетической энергией. Но в отличие от движения массивного тела, такого как бейсбольный мяч или автомобиля, движущегося по определенной траектории, движения отдельных атомов или молекул случайны и хаотичны, постоянно меняясь по величине и направлению, когда они сталкиваются друг с другом или (как в случае газа) со стенками сосуда.

    Суммарная сумма всей этой случайной кинетической энергии в микроскопическом масштабе внутри тела дается специальное название, тепловая энергия . Хотя мы не можем непосредственно видеть тепловую энергию в действии, мы определенно можем чувствовать ее; как мы увидим дальше, она напрямую коррелирует с температурой объекта.

    Химическое соединение

    Атомы и молекулы являются основными субъектами тепловой энергии, но они обладают и другими видами энергии, играющими важную роль в химии.

    Энергия связи

    H 2 + достаточно энергетически стабилен, чтобы существовать как идентифицируемый объект, и, таким образом, соответствует определению молекулы. Но он также чрезвычайно реактивен, поэтому долго не сидит без дела. Его можно наблюдать только при пропускании высоковольтного электрического разряда через газообразный водород; голубое свечение, которое мы видим, представляет его гибель, когда он подхватывает электроны и превращается в гораздо более стабильную молекулу диводорода H 2 .

    Рассмотрим, например, простейшую молекулу . Это ион молекулы водорода , H 2 + , в которой один электрон одновременно притягивает два протона. Эти протоны, имеющие одинаковые заряды, отталкиваются друг от друга, но это преодолевается электрон-протонным притяжением, что приводит к чистому уменьшению потенциальной энергии, когда электрон объединяется с двумя протонами. Этого уменьшения потенциальной энергии достаточно, чтобы позволить H 2 + существовать в виде дискретной молекулы, которую мы можем представить как [H—H] + , чтобы явно изобразить химическую связь , которая соединяет два атома.

    Прочность химической связи увеличивается по мере того, как потенциальная энергия, связанная с ее образованием, становится более отрицательной.

    Химические связи также обладают некоторой кинетической энергией , которая связана с «движением» электрона по мере того, как он распространяется в расширенном пространстве, которое он занимает в том, что мы называем «связью». Это квантовый эффект, не имеющий классического аналога. Кинетическая энергия имеет только половину величины потенциальной энергии и работает против нее; полная энергия связи представляет собой сумму двух энергий.

    Химическая энергия

    Химические связи в молекулах глюкозы хранят энергию, питающую наш организм.

    Молекулы являются средствами как хранения и транспортировки энергии , так и средствами преобразования ее из одной формы в другую , когда образование, разрыв или перестройка химических связей внутри них сопровождается поглощением или выделением энергии, чаще всего в виде тепла .

    Химическая энергия относится к потенциальной и кинетической энергии, связанной с химическими связями в молекуле.Рассмотрим, что происходит, когда водород и кислород объединяются, образуя воду. Реагенты H 2 и O 2 содержат больше энергии связи, чем H 2 O, поэтому при их объединении избыточная энергия высвобождается в виде тепловой энергии или «тепла».

    По соглашению содержание энергии химических элементов в их естественном состоянии (H 2 и O 2 в этом примере) определяется как «ноль». Это значительно упрощает расчеты и дает большинству соединений отрицательную «энергию образования».(см. ниже)

    Химическая энергия проявляется по-разному:

    • химическая → термическая → кинетическая химическая → термическая → кинетическая + лучистая
    • химический → электрический → кинетический (нервная функция, движение мышц)
    • химический → электрический

    Шкалы энергии всегда произвольны

    Сначала вы можете подумать, что книга, лежащая на столе, имеет нулевую кинетическую энергию, поскольку она не движется. Однако на самом деле сама земля движется; она вращается вокруг своей оси, обращается вокруг Солнца, а само Солнце удаляется от других звезд в общем расширении Вселенной.Поскольку эти движения обычно нас не интересуют, мы можем принять произвольную шкалу, в которой измеряется скорость книги относительно стола; на этой так называемой лабораторной системе координат кинетическую энергию книги можно считать равной нулю.

    То же самое мы делаем с потенциальной энергией. Если мы определим высоту столешницы как ноль потенциальной энергии, то объект, имеющий массу \(m\), подвешенный на высоте ч над столешницей, будет иметь потенциальную энергию мгч .2\) идентичен исходному mgh . Когда объект останавливается, его кинетическая энергия проявляется в виде тепла (как в самом объекте, так и в столешнице), поскольку кинетическая энергия становится случайным образом в виде тепловой энергии.

    Энергоблоки

    Энергия измеряется с точки зрения ее способности выполнять работу или передавать тепло. Механическая работа совершается, когда сила f перемещает объект на расстояние d :

    \[W = f\cdot d\]

    Основной единицей энергии является джоулей .Один джоуль — это количество работы, совершаемой при действии силы в 1 ньютон на расстояние 1 м; таким образом, 1 Дж = 1 Н-м. Один ньютон — это количество силы, необходимое для ускорения 1 кг массы на 1 метр в секунду за одну секунду — 1 м сек -2 , поэтому основные размеры джоуля равны кг м 2 с -2 . Двумя другими широко используемыми единицами энергии являются калорий и БТЕ (британская тепловая единица). Они определяются с точки зрения теплового воздействия на воду.На данный момент мы ограничим наше внимание джоулями и калориями.

    Теплота и работа измеряются в единицах энергии, но сами по себе они не составляют энергии. Как мы объясним ниже, они относятся к процессам , с помощью которых энергия передается чему-то или от чего-то — металлического блока, двигателя или чашки с водой.

    Тепло

    Когда более теплое тело соприкасается с более холодным телом, тепловая энергия перетекает от более теплого к более холодному до тех пор, пока их температуры не станут одинаковыми.Более нагретое тело теряет количество тепловой энергии Δ E , а более холодное тело приобретает такое же количество энергии. Мы описываем этот процесс, говоря, что «Δ E джоулей тепла перешло от более нагретого тела к более холодному». Однако важно понимать, что теплота — это передача энергии из-за разницы температур.

    Тепло НЕ поступает

    Мы часто говорим о «потоке» тепла, вспоминая существовавшее в 18 веке представление о том, что тепло — это реальная субстанция, называемая «калорией», которая может течь подобно жидкости.Это неправильное название; тепло — это процесс , и это не то, что может содержаться или храниться в теле. Важно, чтобы вы поняли это, потому что использование этого термина в нашем обычном разговоре («жара сегодня ужасная») заставляет нас забыть об этом различии.

    Существует три основных механизма передачи тепла: теплопроводность, излучение и конвекция. Последний процесс происходит, когда две разные температуры приводят к тому, что разные части жидкости имеют разную плотность.

    Работа

    Работа – это передача энергии любым процессом, кроме теплоты.

    Работа , как и энергия, может принимать различные формы: механическую, электрическую, гравитационную и т. д. Все они имеют общий тот факт, что они являются продуктом двух факторов: термина интенсивности и термина мощности . Например, простейшая форма механической работы возникает, когда объект перемещается на определенное расстояние против противодействующей силы. Электрическая работа совершается, когда тело, имеющее определенный заряд, движется через разность потенциалов.

    вид работы

    коэффициент интенсивности

    Коэффициент мощности

    формула

    механический сила изменение расстояния \(f\Дельта х\)
    гравитационный гравитационный потенциал (функция высоты) масса мгч
    электрический разность потенциалов количество заряда \(Q\Дельта V\)

    Выполнение работы связано с преобразованием энергии; таким образом, когда книга падает на пол, совершается гравитационная работа (масса движется через гравитационную разность потенциалов), и потенциальная энергия, которой книга обладала до падения, преобразуется в кинетическую энергию, которая в конечном итоге рассеивается в виде тепловой энергии.

    Механическая работа есть произведение силы, действующей на тело, и расстояния, на которое оно перемещается: 1 Н·м = 1 Дж.

    Теплоту и работу лучше всего рассматривать как процессы обмена энергией, а не как саму энергию. То есть теплота «существует» только тогда, когда она течет, работа «существует» только тогда, когда она совершается.

    Когда два тела находятся в тепловом контакте и энергия течет от более нагретого тела к более холодному, мы называем этот процесс «тепло».Передача энергии в систему или из системы любыми средствами, кроме тепла, называется «работой».

    Таким образом, вы можете думать о тепле и работе как о разных способах выполнения одного и того же: переноса энергии из одного места или объекта в другое.

    Чтобы убедиться, что вы это понимаете, предположим, что вам дали два одинаковых сосуда с водой температурой 25°C. В одну емкость вы помещаете электрический погружной нагреватель до тех пор, пока вода не поглотит 100 Дж тепла. Вторую емкость энергично перемешиваете до тех пор, пока над ней не будет совершена работа в 100 Дж.В конце концов, обе пробы воды будут нагреты до одинаковой температуры и будут содержать одинаковое повышенное количество тепловой энергии. Вы не можете сказать, что содержит «больше работы» или «больше тепла».

    Важное ограничение на преобразование энергии

    Газовый двигатель преобразует химическую энергию топлива в тепловую энергию. Только часть этого доступна для выполнения работы; остаток рассеивается в окружающую среду через выхлоп. Это ограничение является сутью Второго закона термодинамики, к которому мы вернемся гораздо позже в этом курсе

    .

    Тепловая энергия очень особенная в одном ключевом смысле.Все остальные виды энергии взаимопреобразуемы : механическая энергия может быть полностью преобразована в электрическую энергию, а последняя может быть полностью преобразована в тепловую, как в описанном выше примере с водяным отоплением. Но хотя работа может быть полностью превращена в тепловую энергию, полное превращение тепловой энергии в работу невозможно. Устройство, которое частично выполняет это преобразование, известно как тепловой двигатель ; хорошо известными примерами являются паровой двигатель, реактивный двигатель и двигатель внутреннего сгорания в автомобиле.

    Температура и ее значение

    У всех нас есть общее представление о том, что означает температура , и мы обычно связываем это с «теплом», которое, как мы отмечали выше, является широко неправильно понимаемым словом. Оба относятся к тому, что мы описали выше как тепловая энергия — случайная кинетическая энергия, связанная с различными движениями материи на атомном и молекулярном уровнях.

    Теплота , как вы помните, не является чем-то, что «содержится внутри» тела, а скорее представляет собой процесс , при котором [тепловая] энергия входит или выходит из тела в результате разности температур .

    Итак, когда вы нагреваете чашку чая, позволяя ей поглотить 1000 Дж тепла от плиты, вы можете сказать, что вода приобрела 1000 Дж энергии , но , а не из тепла . Если вместо этого вы «нагреваете» чай в микроволновой печи, вода приобретает дополнительную энергию за счет прямого поглощения электромагнитной энергии; поскольку этот процесс не вызван разницей температур, тепло вообще не участвовало!!

    Термометр

    Мы обычно измеряем температуру с помощью термометра — устройства, в котором используется какой-либо материал, обладающий свойством, которое изменяется прямо пропорционально температуре.Наиболее распространенными из этих свойств являются плотность жидкости, тепловое расширение металла или электрическое сопротивление материала.

    В обычном термометре используется резервуар с жидкостью, чье тепловое расширение (уменьшение плотности) заставляет ее подниматься по капиллярной трубке. Для этой цели традиционно использовалась металлическая ртуть, а также спирт (обычно изопропиловый), содержащий красный краситель.

    Ртуть была стандартной термометрической жидкостью на протяжении более 200 лет, но ее использование для этой цели постепенно прекращалось из-за ее нейротоксичности. Хотя сжигание угля, утилизация люминесцентных ламп, сжигание и утилизация батарей являются основными источниками поступления ртути в окружающую среду, уже давно известно, что разбитые термометры выделяют сотни тонн ртути. После пролития крошечные капли жидкого металла имеют тенденцию скапливаться в углублениях и трещинах пола, где они могут выделять пар в течение многих лет.

    Температура

    Температура является мерой средней кинетической энергии молекул в воде.Вы можете думать о температуре как о выражении «интенсивности», с которой тепловая энергия в теле проявляется в терминах хаотического микроскопического движения молекул.

    • Теплота — это количество тепловой энергии, поступающей в тело или покидающей его.
    • Температура измеряет среднюю поступательную кинетическую энергию молекул в теле.

    Эта анимация изображает тепловое поступательное движение молекул в газе. В жидкостях и твердых телах между молекулами очень мало пустого пространства, и они в основном просто сталкиваются и толкают друг друга.

    Вы заметите, что мы добавили слово « поступательное » в это определение температуры. Перевод относится к изменению местоположения: в данном случае молекулы движутся в случайных направлениях. Это основная форма тепловой энергии при обычных условиях, но молекулы могут совершать и другие виды движения, а именно вращения и внутренние колебания.Эти две последние формы тепловой энергии на самом деле не являются «хаотическими» и не влияют на температуру.

    Энергия измеряется в джоулей , а температура в градусах . Эта разница отражает важное различие между энергией и температурой:

    • Можно сказать, что 100 г горячей воды содержат больше энергии (, а не тепла, !), чем 100 г холодной воды. А поскольку энергия представляет собой экстенсивное количество, мы знаем, что 10-граммовая порция этой горячей воды содержит только десять процентов энергии от всей 100-граммовой порции.
    • Температура, напротив, является , а не мерой количества; будучи интенсивным свойством, это скорее «качество», описывающее «интенсивность», с которой проявляется тепловая энергия. Таким образом, и 100-граммовая, и 10-граммовая порции горячей воды, описанные выше, имеют одинаковую температуру.

    Температурные весы

    Температура измеряется путем наблюдения за ее влиянием на некоторые зависящие от температуры переменные, такие как объем жидкости или электрическое сопротивление твердого тела.Чтобы выразить температуру численно, нам нужно определить шкалу , которая размечена с равномерными приращениями, которые мы называем градусов . Природа этой шкалы — ее нулевая точка и величина градуса — совершенно произвольны.

    Хотя грубые средства оценки и сравнения температур существуют с 170 года нашей эры, первый ртутный термометр и температурная шкала были введены в Голландии в 1714 году Габриэлем Даниэлем Фаренгейтом.

    Фаренгейт установил на своем термометре три фиксированные точки.Ноль градусов был температурой смеси льда, воды и соли, что было примерно самой низкой температурой, которую можно было воспроизвести в лаборатории того времени. Когда он исключил соль из взвеси, он достиг своей второй фиксированной точки, когда комбинация воды и льда стабилизировалась на «тридцать втором градусе». Его третья фиксированная точка была «найдена как девяносто шестая степень, и дух расширяется до этой степени, когда термометр держится во рту или под мышкой живого здорового человека.После того, как Фаренгейт умер в 1736 году, его термометр был откалиброван с использованием 212 градусов, температуры, при которой закипает вода, в качестве верхней фиксированной точки. Нормальная температура человеческого тела была зарегистрирована на уровне 98,6, а не 96.

    Белиз и США — единственные страны, в которых до сих пор используется шкала Фаренгейта!

    В 1743 году шведский астроном Андерс Цельсий изобрел шкалу с метким названием по Цельсию , которая помещает ровно 100 градусов между двумя контрольными точками, определяемыми точками замерзания и кипения воды.

    По причинам, наиболее известным Цельсиям, он присвоил 100 градусов температуре замерзания воды и 0 градусов ее точке кипения, в результате чего получилась перевернутая шкала, которая никому не нравилась. После его смерти год спустя шкала была поставлена ​​наоборот. Пересмотренная стоградусная шкала была быстро принята везде, кроме англоязычного мира, и стала метрической единицей температуры. В 1948 году она была официально переименована в шкалу Цельсия.

    Сравнение температур и преобразование

    Когда мы говорим, что температура составляет столько-то градусов, мы должны указать конкретную шкалу, в которой мы выражаем эту температуру.Температурная шкала имеет две определяющие характеристики, обе из которых могут быть выбраны произвольно:

    • Температура, соответствующая 0° на шкале;
    • Величина единиц приращения температуры – то есть размер градусов .

    Чтобы выразить температуру, заданную по одной шкале, через другую, необходимо учитывать оба этих фактора.

    Преобразование между градусами Цельсия и Фаренгейта легко, если принять во внимание, что между так называемыми точками льда и пара воды есть 180 градусов по Фаренгейту, но только 100 градусов по Цельсию, поэтому F° 100/180 = 5/ 9 величина С°.

    Поскольку точка льда находится на уровне 32 °F, две шкалы смещены на эту величину. Если вы помните это, нет необходимости запоминать формулу преобразования; вы можете работать с ним, когда вам это нужно. Обратите внимание на разницу между «°C» (температура) и «C°» (температура с шагом ).

    Шкалы абсолютной температуры

    Ближе к концу XIX века, когда начали понимать физическое значение температуры, возникла потребность в температурной шкале, ноль которой действительно означает ноль , то есть полное отсутствие теплового движения.Это привело к появлению шкалы абсолютных температур , нулевая точка которой равна -273,15 ° C, но которая сохраняет ту же градусную величину, что и шкала Цельсия. В конечном итоге он был переименован в честь лорда Кельвина (Уильям Томпсон), поэтому градус Цельсия стал кельвин . В настоящее время принято выражать приращение, такое как пять градусов Цельсия, как «пять кельвинов»

    .

    В 1859 году шотландский инженер и физик Уильям Дж. М. Рэнкин предложил абсолютную температурную шкалу, основанную на градусах Фаренгейта.Абсолютный ноль (0° Ra) соответствует –459,67°F. Шкала Ренкина широко использовалась теми же самыми американскими и британскими инженерами, которым нравится выражать энергию в БТЕ, а массу в фунтах.

    Важность абсолютных температурных шкал заключается в том, что абсолютные температуры можно вводить непосредственно во все фундаментальные формулы физики и химии, в которых температура является переменной. Пожалуй, самый распространенный пример, известный всем начинающим ученикам, — состояние уравнения идеального газа.

    \[PV = nRT\]

    Теплоемкость

    Когда тело теряет или приобретает тепло, его температура изменяется прямо пропорционально количеству переданной тепловой энергии q :

    \[q= C\Дельта T\]

    Константа пропорциональности C известна как теплоемкость

    \[ C = \frac{q}{\Delta T} \]

    Если Δ T выражено в кельвинах (градусах), а q в джоулях, единицами измерения C являются J K –1 . Другими словами, теплоемкость говорит нам, сколько джоулей энергии требуется, чтобы изменить температуру тела на 1°С. Чем больше значение C , тем меньше будет влияние данного изменения энергии на температуру.

    Должно быть ясно, что С является экстенсивным свойством, т. е. зависит от количества материи. Всем известно, что требуется гораздо большее количество энергии, чтобы вызвать изменение температуры 1 л воды на 10°С по сравнению с 10 мл воды.По этой причине принято выражать C в единицах количества, например, на грамм, и в этом случае оно становится удельной теплоемкостью , обычно называемой «удельной теплоемкостью» и имеет единицы JK . –1 г –1 .

    Таким образом, если к двум телам, имеющим различную теплоемкость, поступает одинаковое количество теплоты, то большее изменение температуры испытает тело, имеющее меньшую теплоемкость. (Возможно, будет полезно рассматривать теплоемкость как меру способности тела сопротивляться изменению температуры при поглощении или отдаче тепла. ) Примечание: предполагается, что вы знаете единицы удельной теплоемкости. Преимущество этого заключается в том, что вам не нужно изучать «формулу» для решения конкретных тепловых задач.

    Пример \(\PageIndex{1}\)

    Сколько джоулей тепла должно передать 150 мл воды при 0 °С, чтобы поднять ее температуру до 25 °С?

    Раствор

    Масса воды (150 мл) × (1,00 г мл –1 ) = 150 г. Удельная теплоемкость воды 4,18 Дж К –1 г –1 .Из определения удельной теплоемкости количество энергии

    q = Δ E is (150 г)(25,0 К)(4,18 Дж К –1 г –1 ) = 16700 Дж.

    Как рационализировать эту процедуру? Должно быть очевидно, что чем больше масса воды и чем больше изменение температуры, тем больше потребуется тепла, поэтому эти две величины идут в числителе. Точно так же требуемая энергия будет обратно пропорциональна удельной теплоемкости, которая поэтому идет в знаменателе.

    Таблица \(\PageIndex{1}\): Удельная теплоемкость некоторых обычных веществ
    Вещество

    С , Дж/г-К

    Алюминий 0,900
    Медь 0,386
    Свинец 0,128
    Меркурий 0.140
    Цинк 0,387
    Спирт (этанол) 2,4
    Вода 4,18
    Лед (–10° C) 2,05
    Бензин ( n -октан) 0,53
    Стекло 0,84
    Углерод (графит/алмаз) 0. 710 / .509
    Хлорид натрия 0,854
    Камень (гранит) 0,790
    Воздух 1,01

    Обратите особое внимание на следующее:

    • Молярная теплоемкость металлических элементов почти одинакова. На этом основан закон Дюлонга и Пти, который послужил важным инструментом для оценки атомных весов некоторых элементов.
    • Межмолекулярная водородная связь в воде и спиртах приводит к аномально высоким для этих жидкостей теплоемкостям; то же самое верно для льда по сравнению с другими твердыми телами.
    • Значения для графита и алмаза согласуются с тем принципом, что более «упорядоченные» твердые тела, как правило, обладают большей теплоемкостью.
    Пример \(\PageIndex{1}\):

    Кусок никеля массой 2,40 г нагревают до 200,0 °С, а затем опускают в 10.0 мл воды при 15,0 °C. Температура металла падает, а температура воды повышается до тех пор, пока не будет достигнуто тепловое равновесие, и обе температуры не достигнут 18,0 °C. Чему равна удельная теплоемкость металла?

    Раствор

    Масса воды составляет (10 мл) × (1,00 г мл –1 ) = 10 г. Удельная теплоемкость воды составляет 4,18 1 ДжК –1 г –1 , а ее температура увеличилась на 3,0 C°, что указывает на то, что она поглотила (10 г)(3 К)(4,18 ДжК –1 г –1 ) = 125 Дж энергии.Металлический образец потерял такое же количество энергии, в результате чего его температура упала на 182°С. Удельная теплоемкость металла:

    (125 Дж) / (2,40 г)(182 К) = 0,287 Дж К –1 г –1 .

    Обратите внимание, что здесь не требуется никакой «формулы», если вы знаете единицы удельной теплоемкости; вы просто помещаете соответствующие количества в числитель или знаменатель, чтобы единицы измерения вышли правильно.

    Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка браузера на прием файлов cookie

    Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

    Удельная теплоемкость — Концепция — Химия Видео от Brightstorm

    Итак, давайте поговорим об удельной теплоемкости, удельную теплоемкость мы будем обозначать буквой c.Это количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 грамма вещества на 1 градус Цельсия или 1 кельвин. Причина, по которой они могут быть взаимозаменяемы, заключается в том, что они имеют одинаковые инкрементные значения, которые они могут переключать. Итак, когда мы говорим о тепле, мы на самом деле измеряем тепло и энергию, и давайте поговорим о числах, которые вы на самом деле увидите в единицах, поэтому мы измеряем энергию в калориях или джоулях. Таким образом, 1 калория равна 4,184 джоуля, но это не та калория, которую вы видите на обратной стороне этикетки с пищевыми продуктами, которая на самом деле является калорией с большой буквы C, которая на самом деле составляет 1 килокалорию, а те равны тысяче калорий или 4184 джоуля.Итак, понимая, что означают эти числа, когда речь идет о теплоте, давайте вернемся к разговору об удельной теплоемкости, которая измеряется в джоулях на грамм градусов Цельсия.

    Давайте поговорим об удельной теплоемкости воды, вода имеет удельную теплоемкость 4,184 Дж на грамм градусов Цельсия и что это значит? Это означает, что на каждый грамм воды, которую вы хотите поднять на 1 градус Цельсия, требуется 4,184 джоуля энергии. На самом деле это относительно много по сравнению с остальными вещами в этой таблице и большинством веществ на самом деле.Это потому, что для нагрева воды требуется много энергии, если вы думаете о том, когда вы кипятите воду на плите или что-то в этом роде, на самом деле требуется много времени и много тепла, чтобы на самом деле подняться из жидкого состояния вверх. до перехода в газообразное состояние. Удельная теплоемкость льда на самом деле различна для каждого состояния вещества, поэтому льду, чтобы фактически повысить температуру льда, потребуется всего 2,03 Дж тепла, чтобы поднять 1 грамм вещества на 1 градус Цельсия.

    И пара тоже самое, только нужно 2.01, так что для повышения температуры льда или пара требуется вдвое меньше энергии, чем воды. Алюминий также относительно высок по сравнению с другими металлами. Металлы обычно имеют очень низкую удельную теплотворную способность. Но алюминий на самом деле имеет довольно высокое значение — 0,897 Дж на грамм-градус Цельсия, поэтому чем меньше число, тем легче ему нагреваться. Хорошо, когда мы используем это в реальных формулах и говорим о необходимом количестве тепла, или о том, насколько изменилась температура, или о том, сколько массы нам нужно для определенных веществ.Итак, мы собираемся использовать эту формулу q равно mc delta t или q равно m cad. q, когда мы говорим о тепле, является символом тепла и обычно измеряется в джоулях, может измеряться в килоджоулях или калориях, что не имеет значения, но это q представляет собой количество необходимого тепла или требуемого тепла. или энергия.

    m — наш символ массы, обычно измеряемой в граммах, c — наша удельная теплоемкость этого конкретного вещества, а дельта t — это изменение, которое может быть, опять же, оно может быть либо в Кельвинах, либо в градусах Цельсия, это не имеет значения. потому что это изменение тепла.Теперь поговорим о том, как это влияет на диаграмму фазового перехода. Хорошо, это диаграмма фазового перехода воды, позвольте мне ее записать. Итак, обратите внимание, если вы посмотрите на наклоны для изменения энергии в виде повышения температуры твердого тела по сравнению с жидкостью. Обратите внимание, что твердое тело имеет более крутой наклон, чем жидкое, потому что жидкости требуется больше энергии для повышения температуры на грамм, чем для твердого тела или газа. На самом деле они имеют более крутой наклон, чем для жидкости, так что это также влияет на диаграмму фазового перехода, и это из-за удельной теплоемкости.

    Давайте вместе решим проблему и выясним, как это на самом деле влияет на другие вещи. Итак, у нас есть архитектор, и он на самом деле очень заинтересован в устойчивой энергетике. Итак, архитектор проектирует дом, который частично обогревается за счет солнечной энергии, тепло от солнца будет храниться в солнечном пруду, подобном другому бассейну. Итак, у нас есть этот пруд, с которым мы имеем дело. Он состоит из 14 500 кг гранитной породы, а внутри содержит 22 500 кг воды.Вместе гранит и вода поглощают тепло днем ​​и отдают его ночью, а ночью отдают его в дом, обогревая дом ночью. Архитектор обнаружил, что температура солнечного пруда повышается на 22 градуса по Цельсию днем ​​и понижается на 22 градуса по Цельсию ночью. Итак, сколько энергии он высвобождает и поглощает в течение дня? Итак, давайте подчеркнем то, что мы имеем, информацию, которой мы располагаем.

    Давайте начнем с воды, так как у нас есть 2 вещества гранит и вода, количество энергии, которое на самом деле требуется, общее количество энергии будет равно q гранита плюс q h3O плюс, причем q, как мы знаем, равно мк дельта т. Итак, давайте сначала разберемся с водой, ладно, колодезная вода, колодезная вода, у нас есть масса 22 500 килограммов, и мы хотим, чтобы она была в граммах. Итак, мы собираемся сделать это 2,25 умножить на 10 до седьмого грамма. C воды или удельная теплоемкость воды составляет 4,184 Дж на грамм-градус Цельсия. Теперь причина, по которой я хотел, чтобы это было даже в граммах, и я не мог использовать килограммы, заключается в том, что в моей единице удельной теплоемкости были граммы. Поэтому я хочу убедиться, что эти единицы одинаковы, хорошо. Итак, мы собираемся, мы знаем, что она меняет температуру, она увеличивается, а температура снижается на 22 градуса по Цельсию.Итак, наше изменение температуры составляет 22 градуса по Цельсию.

    Итак, когда я умножаю все это вместе, я получаю количество энергии, которое требуется или поглощается водой солнечного пруда [IB], которая находится в солнечном пруду. Итак, мы умножаем их вместе и получаем 2,1 умножить на 10 с точностью до девятого джоуля, и причина в том, что снова удельная теплоемкость измеряется в джоулях или это q измеряется в джоулях. Хорошо, давайте поговорим о граните, потому что бассейн состоит из воды и гранита. Масса воды 14. Извините, масса гранита 14 500 кг, что равно 1.45 раз по 10 до седьмого грамма. Q для гранита, если вы посмотрите на нашу таблицу, составляет 0,803, и опять же, это изменение составляет 22 градуса Цельсия. И я просто не ставлю единицы, потому что хочу сэкономить место. Хорошо, когда я умножаю все это вместе, я получаю 2,4, извините, это неправда, извините, я получаю 2,6 умножить на 10 с точностью до восьмой джоуля. Итак, общее количество энергии, которое этот фактический солнечный бассейн получает за день, равно 2. Мы собираемся добавить это в 2,4 раза по 10 к девятой джоулю энергии.Так что это на самом деле экономит нам много энергии, когда мы имеем дело, когда мы на самом деле собираемся нагреть или охладить наш дом. Таким образом, мы экономим много денег на устойчивой энергии, используя солнечный бассейн. Таким образом, удельная теплоемкость на самом деле говорит нам о многих разных вещах, она уникальна для каждого конкретного вещества и представляет собой количество энергии, необходимое для нагревания 1 грамма вещества на 1 градус Цельсия.

    Химия определения тепла и ее план в повседневной жизни и химии

    Тогда вам нужно хорошо понимать, что такое конкретная химия определения нагрева, если вы подвергались пребыванию под таким жаром.

    Чтобы купить исследовательскую работу, для начала уточним, что такое тепло. Другими словами, это нагревание химического вещества таким образом и при температуре, которая может быть задана заранее.

    Это было признано, потому что дни, которые молекулы, которые составляют вещества вместе с молекулами, исключительно чувствительны. Именно так химики только что могли определить, что нагревание перемещает атомы с химическим веществом из одного места в другое.

    Как мы можем распознать тепло Так как мы продвигаемся к новейшей эре? Как эта техника применима к практике химических и биологических реакций? Адекватно, ответ какой-то фактор, как это.

    Во-первых, химическое вещество должно принять температуру, чтобы образовать сложные связи, чтобы получилось тепло. Хотя сложные связи образуются в самом начале, они должны сохраняться вместе при определенной температуре.

    С точки зрения химии, конкретное нагревание может быть истинным переносом тепла. http://www.umflint.edu/registrar/ Его нельзя разделить нагреванием, если в химическом веществе существует сложная связь.

    Теперь, когда мы знаем, как работают облигации, важно указать на основы точного нагрева.Это не полная история. Наука, поддерживающая тепло, намного сложнее, чем физиологический аспект связей.

    Химия действительно все относительно. Это будет означать, что наука, поддерживающая точное нагревание, не будет нуждаться в точном химическом веществе и «помещать его» при определенной температуре.

    Это известно как особое тепло только для химических веществ, которые были подвергнуты этим определенным температурам. https://buyessay.net/research-paper Законы термодинамики имеют смысл при использовании химических веществ, таких как органы их тела и гормоны.Это может быть пробел, связанный с химией, а химия нежелательна.

    Что необходимо, так это определить, какой закон теплопроводности относится к некоторому определенному решению. Мы знаем, что некоторые типы реакций, как правило, не работают с теплом, эффективны. Нагрев возникает, когда атомы располагаются определенным образом.

    Наука, поддерживающая это, может быть гораздо более технической, чем производство тепла, тем не менее, понятие остается тем же. Просто знайте, что эти правила и принципы используются при выборе того или иного решения для работы без приобщения к науке.

    Теплоемкость – обзор

    4.5 Теплоемкость

    Теплоемкость важна как с фундаментальной точки зрения, так и для практического применения, особенно когда в качестве поглотителей CO 2 используются традиционные ИЖ и ДЭС на основе холина.

    Теплоемкость традиционных ИЖ и их водного раствора 91 исследована экспериментально 92–94 и теоретически. 95 Теплоемкость традиционных ИЖ находится в диапазоне от 309 до 1368 Дж/моль·К при 30 °C. Теплоемкость ДЭС на основе холина и их водного раствора представлена ​​в табл. 5. В целом теплоемкость ДЭС на основе холина ниже, чем у традиционных ИЖ. Как и у традиционных ИЖ, теплоемкость ДЭС на основе холина снижается с повышением температуры. Температурно-зависимая теплоемкость ChCl/мочевина (1:2) или ChCl/глицерин (1:2) может быть представлена ​​эмпирическим уравнением второго порядка. 51 Также можно соотнести с уравнением (9),

    Таблица 5.Теплоспособность холинового десса и их водных растворов на 1,01 бар

    22
    Dess T (° C) C P (J / Mol / k)
    CHCL / UREA (1: 2) 30-80306 30-80 181,4 ± 0,5-190,8 ± 0,8 61
    CHCl / Glycrelol (1: 2) 30-80 237,7 ± 0,5- 254,3 ± 0,4 61
    ChCl/глицерин (1:2) 25 184. 6 ± 0,3 97 97 97
    CHCL / UREA (1: 2) + H 2 o, XH3O: 0.9002-0.1074 30-80 81,5 ± 0.1-177,8 ± 0,5 22
    CHCL / этиленгликоль (1: 2) + H 2 O, XH3O: 0.9003-0.1107 30-80 30-80 84,3 ± 0,6-189,8 ± 0,5 22
    Chcl / Glycrelol (1: 2 ) + H 2 O, XH3O: 0.9000-0.1020 30-80 30306 30-80 88,9 ± 0,1-234,8 ± 1,2 22

    (9) CP = DT + E

    , в котором C p – теплоемкость, d , e – корреляционные параметры.

    Теплоемкость DES на основе холина связана с молекулярной массой. Молекулярные массы ChCl/мочевина (1:2), ChCl/этиленгликоль (1:2) и ChCl/глицерин (1:2) составляют 86,58, 87,92, 107,94 г/моль, 95,96 соответственно, и следствием теплоемкости этих трех DES на основе холина являются ChCl/глицерин (1:2) > ChCl/этиленгликоль (1:2) > ChCl/мочевина (1:2). Это означает, что теплоемкость ДЭС на основе холина увеличивается с увеличением молекулярной массы.

    Наличие воды снижает теплоемкость, а теплоемкость водных ДЭС на основе холина зависит от состава. Более низкая теплоемкость водных СЭС на основе холина по сравнению с СЭС на основе чистого холина связана с тем, что взаимодействие между СЭС на основе холина и водой сильнее, чем в чистых растворителях.

    Для применения ДЭС на основе холина при разделении CO 2 требуется теплоемкость чистых ДЭС на основе холина для расчета явного тепла при повышении температуры для регенерации растворителя.По сравнению с традиционными ИЖ теплоемкость ДЭС на основе холина ниже, и перспективно использование ДЭС на основе холина в качестве заменителя традиционных ИЖ с энергоемкой точки зрения.

    Тепло, температура и теплопроводность | Глава 2: Состояние вещества

    Примечание. Энергия также может передаваться посредством излучения и конвекции, но в этой главе речь идет только о передаче тепла посредством теплопроводности.

  • Обсудите, что происходит, когда ложку помещают в горячую жидкость, например суп или горячий шоколад.

    Спросите студентов:

    Вы когда-нибудь клали металлическую ложку в горячий суп или горячий шоколад, а затем прикасались ложкой ко рту? Как вы думаете, что может происходить между молекулами в супе и атомами в ложке, из-за чего ложка становится горячей?
    В настоящее время учащиеся не обязаны полностью отвечать на эти вопросы. Более важно, чтобы они начали думать, что на молекулярном уровне происходит что-то, из-за чего одно вещество может сделать другое горячее.

    Дайте каждому учащемуся рабочий лист.

    Учащиеся записывают свои наблюдения и отвечают на вопросы о задании в листе задания. Разделы «Объясните это с помощью атомов и молекул» и «Возьми это» Дальнейшие разделы рабочего листа будут выполняться в классе, в группах или индивидуально в зависимости от ваших инструкций. Посмотрите на версию листа с заданиями для учителя, чтобы найти вопросы и ответы.

  • Предложите учащимся изучить, что происходит, когда металл комнатной температуры помещают в горячую воду.

    Если вы не можете получить материалы для всех групп, чтобы выполнить это задание, вы можете выполнить упражнение в качестве демонстрации или показать учащимся видеоролики «Стиральные машины с подогревом» и «Стиральные машины с охлаждением».

    Вопрос для расследования

    Почему температура предмета меняется, когда его помещают в горячую воду?

    Материалы для каждой группы

    • 2 комплекта больших металлических шайб на веревке
    • Чашка из пенопласта, наполненная горячей водой
    • Вода комнатной температуры
    • 2 термометра
    • Градуированный цилиндр или химический стакан

    Материалы для учителя

    • 1 Чашка из пенопласта
    • Термометр
    • Плита или кофеварка
    • Большой стакан или кофейник

    Подготовка учителя

    • С помощью веревки свяжите вместе 5 или 6 металлических шайб, как показано на рисунке. Каждой группе учащихся потребуется по два набора шайб, каждая из которых связана веревкой.
    • Подвесьте один комплект шайб для каждой группы в горячей воде на плите или в воде в кофеварке, чтобы шайбы могли нагреться. Эти шайбы должны оставаться горячими до второй половины активности.
    • Другой набор следует оставить при комнатной температуре, и его можно раздать учащимся вместе с материалами для задания.
    • Непосредственно перед занятием налейте на каждую группу около 30 миллилитров (2 столовые ложки) горячей воды (около 50 °C) в пенопластовый стаканчик.Не забудьте налить одну чашку горячей воды для контроля.

    Сообщите учащимся, что они увидят, изменится ли температура горячей воды в результате помещения в воду металлических шайб комнатной температуры. Единственный способ узнать, вызывают ли шайбы изменение температуры, — выпить чашку горячей воды без шайб. Объясните, что у вас будет эта чашка с горячей водой, которая будет контрольной.

    Вам нужно будет опустить термометр в чашку с горячей водой одновременно с учениками. Предложите учащимся записать начальную температуру элемента управления в своих таблицах на листе с заданиями, а также начальную температуру своей чашки с горячей водой. Температура двух образцов должна быть примерно одинаковой.

    Процедура

    1. Поместите термометр в чашку, чтобы измерить начальную температуру воды. Запишите температуру воды в столбце «До» в таблице на листе с заданиями. Не забудьте также записать начальную температуру воды в контрольной чашке.
    2. Используйте другой термометр для измерения температуры шайб. Запишите это в колонке «До».

    Примечание. Измерять температуру шайб обычным термометром немного неудобно, потому что между колбой термометра и поверхностью шайб очень маленькая точка контакта. Стиральные машины должны быть комнатной температуры.

    Попросите учащихся сделать прогноз:

    • Что произойдет с температурой воды и стиральных машин, если вы поместите стиральные машины в горячую воду?
    1. Пока термометр все еще находится в воде, удерживайте веревку и полностью опустите металлические шайбы в горячую воду.

    2. Следите за любым изменением температуры воды. Оставьте шайбы в воде до тех пор, пока температура не перестанет меняться. Запишите температуру воды в каждой чашке в столбце «После».
    Таблица 1. Температурные показатели стиральных машин комнатной температуры, помещенных в горячую воду
    Температура … До После
    Вода в чашке
    Вода в контрольном стакане
    Металлические шайбы
    1. Достаньте шайбы из воды.Затем возьмите и запишите температуру омывателей в графу «После».
    2. Опорожните чашку в контейнере для отходов или в раковине.

    Ожидаемые результаты

    Температура воды немного снизится, а температура стиральных машин немного повысится. Величина снижения и повышения температуры на самом деле не так важна. Важно то, что происходит понижение температуры воды и повышение температуры шайб.

    Узнайте больше об энергии и температуре в разделе сведений об учителях.

    Примечание. В конце концов, два соприкасающихся объекта с разной температурой приобретут одинаковую температуру. В действии шайбы и вода, скорее всего, будут разной температуры. Для целей этой деятельности шайбы и вода находятся в контакте только в течение короткого времени, поэтому, скорее всего, они не достигнут той же температуры.

    Учащиеся могут спросить, почему температура воды снизилась не на столько, сколько повысилась температура стиральных машин.Из воды уходит такое же количество энергии, сколько уходит в стиральные машины, но для изменения температуры разных веществ требуется разное количество энергии.

  • Предложите учащимся изучить, что происходит, когда горячий металл помещают в воду комнатной температуры.

    Спросите студентов:

    • Как вы думаете, как изменится температура, если вы поместите горячие стиральные машины в воду комнатной температуры?

    Налейте около 30 миллилитров воды комнатной температуры в контрольную чашку.Поместите термометр в чашку и сообщите учащимся температуру воды.

    • Налейте около 30 миллилитров воды комнатной температуры в чашку из пенополистирола.
    • Поместите термометр в воду и запишите его температуру в столбце «До» в таблице на листе с заданиями. Не забудьте также записать начальную температуру воды в контрольной чашке.
    • Выньте стиральные машины из горячей воды, где они нагревались, и быстро измерьте температуру стиральных машин термометром.Запишите это в колонке «До» на листе активности.
    • Пока термометр все еще находится в воде, удерживайте веревку и полностью опустите горячие металлические шайбы в воду.
    • Следите за любым изменением температуры воды. Оставьте шайбы в воде до тех пор, пока температура не перестанет меняться. Запишите температуру воды в чашке в столбце «После» в таблице ниже. Также запишите температуру воды в контрольной чашке.
    • Достаньте шайбы из воды.Возьмите и запишите температуру шайб.
    Таблица 2. Температурные показатели стиральных машин, помещенных в воду комнатной температуры
    Температура … До После
    Вода в чашке
    Вода в контрольном стакане
    Металлические шайбы

    Ожидаемые результаты

    Температура воды повышается, а температура омывателей снижается.

  • Обсудите наблюдения учащихся и то, что могло вызвать изменение температуры металлических шайб и воды.

    Спросите студентов:

    Как изменилась температура стиральных машин и воды в обеих частях занятия?
    Основываясь на своих данных, учащиеся должны понять, что изменилась температура как стиральных машин, так и воды.
    Зная, что вы делаете с нагреванием и охлаждением атомов и молекул, как вы думаете, почему изменилась температура?
    При необходимости направьте учащихся на размышления о том, почему изменилась температура каждого из них, спросив их, что, вероятно, двигалось быстрее: атомы в металлических шайбах или молекулы в воде.Скажите учащимся, что анимация молекулярной модели, которую вы покажете дальше, покажет им, почему изменилась температура обоих.
  • Покажите две анимации, чтобы помочь учащимся понять, как энергия передается от одного вещества к другому.

    Показать анимацию молекулярной модели Heated Spoon.

    Укажите учащимся, что молекулы воды в горячей воде движутся быстрее, чем атомы в ложке.Молекулы воды ударяются об атомы ложки и передают этим атомам часть своей энергии. Так энергия воды передается ложке. Это увеличивает движение атомов в ложке. Поскольку движение атомов в ложке увеличивается, температура ложки увеличивается.

    Это нелегко заметить, но когда быстро движущиеся молекулы воды ударяются о ложку и ускоряют атомы в ложке, молекулы воды немного замедляются.Поэтому, когда энергия передается от воды к ложке, ложка нагревается, а вода охлаждается.

    Объясните учащимся, что когда быстро движущиеся атомы или молекулы сталкиваются с более медленными атомами или молекулами и увеличивают их скорость, происходит передача энергии. Энергия, которая передается, называется теплотой. Этот процесс передачи энергии называется проводимостью.

    Показать анимацию молекулярной модели Cooled Spoon.

    Укажите учащимся, что в этом случае атомы в ложке движутся быстрее, чем молекулы воды в холодной воде. Более быстро движущиеся атомы в ложке передают часть своей энергии молекулам воды. Это заставляет молекулы воды двигаться немного быстрее и температура воды повышается. Поскольку атомы в ложке передают часть своей энергии молекулам воды, атомы в ложке немного замедляются. Это приводит к снижению температуры ложки.

    Спросите студентов:

    Опишите, как процесс проводимости вызвал изменение температуры шайб и воды в процессе деятельности.

    Стиральные машины комнатной температуры с горячей водой
    Когда шайбы комнатной температуры помещают в горячую воду, более быстро движущиеся молекулы воды сталкиваются с более медленными атомами металла и заставляют атомы в шайбах двигаться немного быстрее. Это приводит к повышению температуры омывателей. Поскольку часть энергии воды передавалась металлам для их ускорения, движение молекул воды уменьшается. Это приводит к снижению температуры воды.
    Горячие стиральные машины в воде комнатной температуры
    Когда горячие металлические шайбы помещают в воду комнатной температуры, более быстро движущиеся атомы металла сталкиваются с более медленными молекулами воды и заставляют молекулы воды двигаться немного быстрее. Это приводит к повышению температуры воды. Поскольку часть энергии атомов металла передавалась молекулам воды для их ускорения, движение атомов металла уменьшается. Это приводит к снижению температуры омывателей.
  • Обсудите связь между молекулярным движением, температурой и проводимостью.

    Спросите студентов:

    Как движение атомов или молекул вещества влияет на температуру вещества?
    Если атомы или молекулы вещества движутся быстрее, вещество имеет более высокую температуру. Если его атомы или молекулы движутся медленнее, то он имеет более низкую температуру.
    Что такое проводимость?
    Проводимость возникает при контакте двух веществ с разной температурой. Энергия всегда передается от вещества с более высокой температурой к веществу с более низкой температурой. При передаче энергии от более горячего вещества к более холодному более холодное вещество нагревается, а более горячее охлаждается. В конце концов два вещества становятся одной температуры.

    Учащиеся, как правило, понимают нагрев, но часто имеют неправильное представление о том, как происходит охлаждение.Точно так же, как нагревание вещества, охлаждение вещества также работает за счет теплопроводности. Но вместо того, чтобы концентрироваться на ускорении медленных молекул, вы фокусируетесь на замедлении более быстрых молекул. Более быстро движущиеся атомы или молекулы более горячего вещества контактируют с более медленными атомами или молекулами более холодного вещества. Более быстро движущиеся атомы и молекулы передают часть своей энергии более медленным атомам и молекулам. Атомы и молекулы более горячего вещества замедляются, и его температура снижается.Объект или вещество не может стать холоднее, если добавить к нему «холодность». Что-то может стать холоднее, только если его атомы и молекулы передают свою энергию чему-то более холодному.

  • Предложите учащимся нарисовать молекулярные модели, чтобы показать проводимость между ложкой и водой.

    Примечание. В модели, которую вы покажете учащимся, изменение скорости как молекул воды, так и атомов в ложке представлено разным количеством линий движения.Студенты могут помнить, что когда атомы или молекулы движутся быстрее, они отдаляются друг от друга, а когда они движутся медленнее, они сближаются. Для этой активности изменение расстояния между молекулами воды или между атомами в ложке не является фокусом, и поэтому оно не показано в модели. Вы можете сказать учащимся, что модели могут подчеркивать одну особенность, а не другую, чтобы помочь сосредоточиться на представленной основной мысли.

    Ложка комнатной температуры, помещенная в горячую воду

    Проецируйте иллюстрации «Ложка в горячей воде до и после» из рабочего листа.

    Предложите учащимся посмотреть на линии движения на картинке «До» в листе с заданиями. Затем спросите учащихся, как изменится движение атомов и молекул на картинке «После». На рабочем листе вместе с изображением, которое вы проецируете, нет линий движения, нарисованных на картинке «После». Правильно составить их – задача учащихся.

    Попросите учащихся добавить линии движения к иллюстрации «После» и добавить описательные слова, такие как «теплее» или «холоднее», чтобы описать изменение температуры воды и ложки.

    Горячая ложка, помещенная в воду комнатной температуры

    Проецируйте иллюстрации Горячая ложка в воде комнатной температуры до и после из листа с заданиями

    Предложите учащимся рассмотреть второй набор изображений «До» и «После». Попросите учащихся добавить линии движения к иллюстрации «После» и добавить описательные слова, такие как «теплее» или «холоднее», чтобы описать изменение температуры воды и ложки.

  • Покажите симуляцию, иллюстрирующую, что температура представляет собой среднюю кинетическую энергию атомов или молекул.

    Следующее моделирование показывает, что при любой температуре атомы или молекулы вещества движутся с различными скоростями. Некоторые молекулы движутся быстрее других, некоторые медленнее, но большинство находится где-то посередине.

    Примечание. После нажатия кнопки «Старт» симуляция работает лучше всего, если вы прокручиваете все кнопки, прежде чем использовать ее для обучения со студентами.

    Показать температуру симуляции.

    • После переключения между кнопками «Холодный», «Средний» и «Горячий» выберите «Средний», чтобы начать обсуждение со студентами.Скажите учащимся, что это моделирование показывает взаимосвязь между энергией, молекулярным движением и температурой.

    Скажите учащимся, что все, что имеет массу и движется, независимо от того, насколько оно велико или мало, обладает определенным количеством энергии, называемой кинетической энергией. Температура вещества дает информацию о кинетической энергии его молекул. Чем быстрее движутся молекулы вещества, тем выше кинетическая энергия и тем выше температура. Чем медленнее движутся молекулы, тем меньше кинетическая энергия и тем ниже температура.Но при любой температуре молекулы не движутся с одинаковой скоростью, поэтому температура на самом деле является мерой средней кинетической энергии молекул вещества.

    • Эти идеи применимы к твердым телам, жидкостям и газам. Маленькие шарики в симуляции представляют собой молекулы и меняют цвет, чтобы визуализировать их скорость и кинетическую энергию. Самые медленные — синие, более быстрые — фиолетовые или розовые, а самые быстрые — красные. Объясните также, что отдельные молекулы изменяют скорость в зависимости от их столкновений с другими молекулами.Молекулы передают свою кинетическую энергию другим молекулам посредством проводимости. Когда быстро движущаяся молекула сталкивается с более медленной молекулой, более медленная молекула ускоряется (и становится более красной), а более быстрая молекула замедляется (и становится более синей).

    • Объясните, что при любой температуре большинство молекул движутся примерно с одинаковой скоростью и имеют примерно одинаковую кинетическую энергию, но всегда есть молекулы, которые движутся медленнее, и те, которые движутся быстрее. Температура на самом деле представляет собой комбинацию или среднее значение кинетической энергии молекул. Если бы вы могли поместить в эту симуляцию термометр, молекулы, движущиеся с разными скоростями, ударялись бы о него, и он регистрировал бы среднюю кинетическую энергию молекул.

    Чтобы добавить энергии, начните с «Холодный», затем нажмите «Средний», а затем «Горячий».

    Спросите студентов:

    Что вы замечаете в молекулах по мере добавления энергии?
    По мере добавления энергии большее количество молекул движется быстрее.Розовых и красных молекул больше, но есть и более медленные синие.

    Чтобы снять энергию, начните с «Горячий», затем нажмите «Средний», а затем «Холодный».

    Спросите студентов:

    Что вы заметили в молекулах по мере удаления энергии?
    По мере того, как энергия удаляется, большее количество молекул движется медленнее. Фиолетовых и синих молекул больше, но некоторые все же меняют цвет на розовый.
  • Предложите учащимся попробовать одно или несколько расширений и использовать проводимость для объяснения этих распространенных явлений.

    Сравните реальную температуру и ощущение температуры различных объектов в комнате.

    Спросите студентов:

    Коснитесь металлической части ножки стула или стола, а затем коснитесь обложки учебника. Эти поверхности кажутся одинаковой или разной температуры?
    Они должны ощущаться иначе.
    Почему металл кажется холоднее, хотя он имеет ту же температуру, что и картон?
    Скажите учащимся, что хотя металл кажется более холодным, на самом деле металл и картон имеют одинаковую температуру.Если учащиеся не верят в это, они могут использовать термометр для измерения температуры металла и картона в комнате. После нахождения в одном помещении с одинаковой температурой воздуха обе поверхности должны иметь одинаковую температуру.

    Покажите анимацию «Проведение энергии», чтобы ответить на вопрос, почему металл кажется холоднее картона.

    Предложите учащимся понаблюдать за движением молекул в металле, картоне и пальце.

    Объясните, что молекулы в вашем пальце движутся быстрее, чем молекулы в металле комнатной температуры.Поэтому энергия вашего пальца передается металлу. Поскольку металл является хорошим проводником, энергия передается от поверхности через металл. Молекулы в вашей коже замедляются, поскольку ваш палец продолжает отдавать энергию металлу, поэтому ваш палец становится прохладнее.

    Как и металл, молекулы в вашем пальце движутся быстрее, чем молекулы в картоне комнатной температуры. Энергия передается от пальца на поверхность картона.Но поскольку картон является плохим проводником, энергия не может легко передаваться от поверхности через картон. Молекулы в вашей коже движутся примерно с той же скоростью. Поскольку ваш палец не теряет много энергии на картоне, он остается теплым.

    Сравните фактическую температуру и ощущения температуры воды и воздуха.

    Предложите учащимся с помощью двух термометров сравнить температуру воды комнатной температуры и температуру воздуха. Они должны быть примерно одинаковыми.

    Спросите студентов:

    Опустите палец в воду комнатной температуры, а другой палец поднимите вверх. Вода и воздух кажутся одинаковой или разной температуры?
    Палец в воде должен быть холоднее.
    Почему вода кажется прохладнее, хотя ее температура такая же, как у воздуха?
    Напомните учащимся, что хотя вода кажется более холодной, температура воды и воздуха на самом деле примерно одинакова.Студенты должны понимать, что вода лучше воздуха проводит энергию. По мере того, как энергия оттягивается от вашего пальца быстрее, ваша кожа становится более холодной.

    Подумайте, почему чашки с холодной и горячей водой имеют комнатную температуру.

    Предложите учащимся подумать и объяснить следующую ситуацию:

    Предположим, вы поставили чашку с холодной водой в одну комнату и чашку с горячей водой в другую. Обе комнаты имеют одинаковую комнатную температуру.Почему холодная вода становится теплее, а горячая холоднее?
    В обоих случаях энергия будет перемещаться из области с более высокой температурой в область с более низкой температурой. Итак, энергия воздуха комнатной температуры будет переходить в холодную воду, которая нагревает воду. А энергия горячей воды будет переходить в более холодный воздух, который охлаждает воду.
  • Удельная теплоемкость — Химия колледжа

    Если вы считаете, что контент, доступный с помощью Веб-сайта (как это определено в наших Условиях обслуживания), нарушает одно или более ваших авторских прав, пожалуйста, сообщите нам, предоставив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее в информацию, описанную ниже, назначенному агенту, указанному ниже.Если университетские наставники примут меры в ответ на ан Уведомление о нарушении, он предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, предоставившей такой контент средства самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

    Ваше Уведомление о нарушении может быть направлено стороне, предоставившей контент, или третьим лицам, таким как так как ChillingEffects. org.

    Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатов), если вы существенно искажать информацию о том, что продукт или деятельность нарушают ваши авторские права.Таким образом, если вы не уверены, что содержимое находится на Веб-сайте или на который ссылается Веб-сайт, нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к адвокату.

    Чтобы подать уведомление, выполните следующие действия:

    Вы должны включить следующее:

    Физическая или электронная подпись владельца авторских прав или лица, уполномоченного действовать от его имени; Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены; Описание характера и точного местонахождения контента, который, как вы утверждаете, нарушает ваши авторские права, в \ достаточно подробно, чтобы преподаватели университета могли найти и точно идентифицировать этот контент; например, мы требуем а ссылку на конкретный вопрос (а не только название вопроса), который содержит содержание и описание к какой конкретной части вопроса — изображению, ссылке, тексту и т. д. — относится ваша жалоба; Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; а также Заявление от вас: (а) что вы добросовестно полагаете, что использование контента, который, как вы утверждаете, нарушает ваши авторские права не разрешены законом или владельцем авторских прав или его агентом; б) что все информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство вы либо владельцем авторских прав, либо лицом, уполномоченным действовать от их имени.

    Отправьте жалобу нашему назначенному агенту по адресу:

    Чарльз Кон Varsity Tutors LLC
    101 S. Hanley Rd, Suite 300
    Сент-Луис, Миссури 63105

    Или заполните форму ниже:

     

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.

    2015-2019 © Игровая комната «Волшебный лес», Челябинск
    тел.:+7 351 724-05-51, +7 351 777-22-55 игровая комната челябинск, праздник детям челябинск