Issiqlik miqdori formula bo'yicha aniqlanadi. Issiqlik miqdori

« Fizika - 10-sinf”

Moddaning agregat o'zgarishlari qanday jarayonlarda sodir bo'ladi?
Moddaning yig'ilish holatini qanday o'zgartirish mumkin?

Har qanday tananing ichki energiyasini ish qilish, isitish yoki aksincha, sovutish orqali o'zgartirishingiz mumkin.
Shunday qilib, metallni zarb qilishda ish bajariladi va u qiziydi, shu bilan birga, metallni yonayotgan olovda isitish mumkin.

Bundan tashqari, agar siz pistonni tuzatsangiz (13.5-rasm), u holda qizdirilganda gaz hajmi o'zgarmaydi va ish bajarilmaydi. Ammo gazning harorati va, demak, uning ichki energiyasi ortadi.

Ichki energiya oshishi va kamayishi mumkin, shuning uchun issiqlik miqdori ijobiy va salbiy bo'lishi mumkin.

Bir jismdan ikkinchisiga ish qilmasdan energiya o'tkazish jarayoni deyiladi issiqlik almashinuvi.

Issiqlik almashinuvi jarayonida ichki energiya o'zgarishining miqdoriy o'lchovi deyiladi issiqlik miqdori.

Issiqlik uzatishning molekulyar tasviri.

Jismlar orasidagi interfeysda issiqlik almashinuvi paytida sovuq jismning sekin harakatlanuvchi molekulalarining issiq jismning tez harakatlanuvchi molekulalari bilan o'zaro ta'siri sodir bo'ladi. Natijada molekulalarning kinetik energiyalari tekislanadi va sovuq jism molekulalarining tezligi oshadi, issiq jismniki esa kamayadi.

Issiqlik almashinuvi jarayonida energiya bir shakldan ikkinchisiga o'tmaydi, ko'proq qizdirilgan tananing ichki energiyasining bir qismi kamroq isitiladigan jismga o'tadi.

Issiqlik miqdori va issiqlik sig'imi.

Siz allaqachon bilasizki, m massali jismni t 1 haroratdan t 2 haroratgacha qizdirish uchun unga issiqlik miqdorini o'tkazish kerak:

Q = sm (t 2 - t 1) = sm Dt. (13,5)

Tana soviganida, uning oxirgi harorati t 2 boshlang'ich harorat t 1 dan past bo'lib chiqadi va tanadan chiqadigan issiqlik miqdori manfiy bo'ladi.

(13.5) formuladagi c koeffitsienti deyiladi o'ziga xos issiqlik moddalar.

Maxsus issiqlik massasi 1 kg bo‘lgan moddaning harorati 1 K ga o‘zgarganda oladigan yoki chiqaradigan issiqlik miqdoriga son jihatdan teng qiymat.

Gazlarning solishtirma issiqlik sig'imi issiqlik uzatish jarayoniga bog'liq. Agar gaz doimiy bosimda qizdirilsa, u holda u kengayadi va ishlaydi. Gazni doimiy bosimda 1 ° C ga qizdirish uchun uni doimiy hajmda isitishdan ko'ra ko'proq issiqlik o'tkazish kerak, bunda gaz faqat qizdiriladi.

Suyuqliklar va qattiq moddalar qizdirilganda biroz kengayadi. Doimiy hajm va doimiy bosimda ularning o'ziga xos issiqlik sig'imlari bir oz farq qiladi.

Bug'lanishning o'ziga xos issiqligi.

Qaynatish paytida suyuqlikni bug'ga aylantirish uchun unga ma'lum miqdorda issiqlik o'tkazish kerak. Qaynatish jarayonida suyuqlikning harorati o'zgarmaydi. O'zgarmas haroratda suyuqlikning bug'ga aylanishi molekulalarning kinetik energiyasining oshishiga olib kelmaydi, balki ularning o'zaro ta'sirining potentsial energiyasining ortishi bilan birga keladi. Axir, gaz molekulalari orasidagi o'rtacha masofa suyuqlik molekulalari orasidagidan ancha katta.

Og'irligi 1 kg bo'lgan suyuqlikning doimiy haroratda bug'ga aylanishi uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdoriga son jihatdan teng miqdor deyiladi. bug'lanishning o'ziga xos issiqligi.

Suyuqlikning bug'lanish jarayoni har qanday haroratda sodir bo'ladi, eng tez molekulalar suyuqlikni tark etadi va bug'lanish paytida u soviydi. Bug'lanishning solishtirma issiqligi bug'lanishning solishtirma issiqligiga teng.

Bu qiymat r harfi bilan belgilanadi va kilogramm uchun joulda (J / kg) ifodalanadi.

Suvning bug'lanishining solishtirma issiqligi juda yuqori: r N20 = 2,256 10 6 J / kg 100 ° S haroratda. Boshqa suyuqliklar, masalan, spirt, efir, simob, kerosin uchun bug'lanishning solishtirma issiqligi suvnikidan 3-10 marta kam bo'ladi.

Massasi m bo'lgan suyuqlikni bug'ga aylantirish uchun quyidagiga teng issiqlik miqdori talab qilinadi:

Q p = rm. (13,6)

Bug 'kondensatsiyalanganda bir xil miqdordagi issiqlik chiqariladi:

Q dan = -rm gacha. (13,7)

Erishishning o'ziga xos issiqligi.

Kristalli jism erib ketganda, unga berilgan barcha issiqlik molekulalarning o'zaro ta'sirining potentsial energiyasini oshirishga ketadi. Molekulalarning kinetik energiyasi o'zgarmaydi, chunki erish doimiy haroratda sodir bo'ladi.

Og'irligi 1 kg bo'lgan kristall moddaning erish nuqtasida suyuqlikka aylanishi uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdoriga son jihatdan teng miqdor deyiladi. o'ziga xos termoyadroviy issiqlik va l harfi bilan belgilanadi.

Og'irligi 1 kg bo'lgan modda kristallanganda, eritish paytida so'rilgan issiqlik miqdori xuddi shunday miqdorda chiqariladi.

Muz erishining solishtirma issiqligi ancha yuqori: 3,34 10 5 J/kg.

"Agar muzning yuqori erish issiqligi bo'lmasa, bahorda muzning butun massasi bir necha daqiqa yoki soniyada erishi kerak edi, chunki issiqlik doimiy ravishda muzga havodan uzatiladi. Buning oqibatlari dahshatli bo'ladi; Axir, hozirgi vaziyatda ham, katta muz yoki qor eriganida katta toshqinlar va kuchli suv oqimlari sodir bo'ladi. R. Qora, XVIII asr.

Massasi m bo'lgan kristall jismni eritish uchun quyidagiga teng issiqlik miqdori talab qilinadi:

Q pl = lm. (13,8)

Tananing kristallanish jarayonida ajralib chiqadigan issiqlik miqdori quyidagilarga teng:

Q cr = -lm (13,9)

Issiqlik balansi tenglamasi.

Keling, dastlab har xil haroratga ega bo'lgan bir nechta jismlardan tashkil topgan tizim ichidagi issiqlik almashinuvini ko'rib chiqaylik, masalan, idishdagi suv va suvga tushgan issiq temir shar o'rtasidagi issiqlik almashinuvi. Energiyaning saqlanish qonuniga ko'ra, bir jism tomonidan chiqarilgan issiqlik miqdori boshqa jism olgan issiqlik miqdoriga son jihatdan tengdir.

Berilgan issiqlik miqdori manfiy, olingan issiqlik miqdori esa ijobiy hisoblanadi. Shuning uchun issiqlikning umumiy miqdori Q1 + Q2 = 0.

Agar izolyatsiya qilingan tizimda bir nechta jismlar o'rtasida issiqlik almashinuvi sodir bo'lsa, u holda

Q 1 + Q 2 + Q 3 + ... = 0. (13.10)

(13.10) tenglama chaqiriladi issiqlik balansi tenglamasi.

Bu erda Q 1 Q 2, Q 3 - jismlar tomonidan qabul qilingan yoki chiqarilgan issiqlik miqdori. Agar issiqlik almashinuvi jarayonida moddaning turli fazali o'zgarishlari (erish, kristallanish, bug'lanish, kondensatsiya) sodir bo'lsa, issiqlikning bu miqdorlari (13.5) yoki formulalar (13.6) - (13.9) bilan ifodalanadi.

Issiqlik miqdori to'g'risidagi tushuncha zamonaviy fizika rivojlanishining dastlabki bosqichlarida, materiyaning ichki tuzilishi, energiya nima ekanligi, tabiatda energiyaning qanday shakllari mavjudligi va energiya to'g'risida tushunarli g'oyalar mavjud bo'lmaganda shakllangan. materiyaning harakati va o'zgarishi shakli.

Issiqlik miqdori deganda issiqlik almashinuvi jarayonida moddiy jismga o'tkaziladigan energiyaga ekvivalent jismoniy miqdor tushuniladi.

Issiqlik miqdorining eskirgan birligi 4,2 J ga teng kaloriya hisoblanadi, bugungi kunda bu birlik amalda qo'llanilmaydi va joule o'z o'rnini egalladi.

Dastlab, issiqlik energiyasining tashuvchisi suyuqlikning xususiyatlariga ega bo'lgan mutlaqo vaznsiz muhit ekanligi taxmin qilingan. Issiqlik uzatishning ko'plab fizik muammolari hal qilindi va hali ham shunday binolardan kelib chiqib hal qilinmoqda. Gipotetik kaloriya mavjudligi ko'plab mohiyatan to'g'ri konstruktsiyalar uchun asos sifatida qabul qilindi. Isitish va sovutish, erish va kristallanish hodisalarida kaloriya chiqariladi va so'riladi, deb ishonilgan. Noto'g'ri jismoniy tushunchalar asosida issiqlik uzatish jarayonlari uchun to'g'ri tenglamalar olingan. Ma'lum qonun mavjud, unga ko'ra issiqlik miqdori issiqlik almashinuvida ishtirok etuvchi tananing massasiga va harorat gradientiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir:

Bu erda Q - issiqlik miqdori, m - tana massasi va koeffitsient Bilan- o'ziga xos issiqlik sig'imi deb ataladigan qiymat. O'ziga xos issiqlik - bu jarayonda ishtirok etuvchi moddaning xarakteristikasi.

Termodinamikada ishlash

Issiqlik jarayonlari natijasida sof mexanik ishlarni bajarish mumkin. Misol uchun, isitish orqali gaz hajmini oshiradi. Quyidagi rasmdagi kabi vaziyatni olaylik:

Bunday holda, mexanik ish bosim ostida piston bosib o'tgan masofaga ko'paytiriladigan pistondagi gaz bosimi kuchiga teng bo'ladi. Albatta, bu eng oddiy holat. Ammo unda ham bitta qiyinchilikni sezish mumkin: bosim kuchi gaz hajmiga bog'liq bo'ladi, bu biz doimiylar bilan emas, balki o'zgaruvchan miqdorlar bilan ishlayotganimizni anglatadi. Har uch o'zgaruvchi: bosim, harorat va hajm bir-biri bilan bog'liq bo'lganligi sababli, ishni hisoblash ancha qiyinlashadi. Ba'zi ideal, cheksiz sekin jarayonlar ajralib turadi: izobarik, izotermik, adiabatik va izoxorik - ular uchun bunday hisoblarni nisbatan sodda bajarish mumkin. Bosimning hajmga nisbatan grafigi tuziladi va ish shaklning integrali sifatida hisoblanadi.

Bizga ma'lumki, tananing ichki energiyasi ish paytida ham, issiqlik uzatish orqali ham (ish bajarmasdan) o'zgarishi mumkin. Ishning issiqlik miqdori o'rtasidagi asosiy farq shundaki, ish energiyaning bir turdan ikkinchisiga aylanishi bilan birga keladigan tizimning ichki energiyasini aylantirish jarayonini belgilaydi.

Ichki energiyaning o'zgarishi yordami bilan sodir bo'lgan taqdirda issiqlik uzatish, energiyani bir tanadan ikkinchisiga o'tkazish tufayli amalga oshiriladi issiqlik o'tkazuvchanligi, radiatsiya yoki konvektsiya.

Issiqlik uzatish jarayonida tananing yo'qotadigan yoki oladigan energiyasi deyiladi issiqlik miqdori.

Issiqlik miqdorini hisoblashda siz qanday miqdorlar unga ta'sir qilishini bilishingiz kerak.

Ikkita bir xil yondirgichdan ikkita idishni isitamiz. Bir idishda 1 kg, ikkinchisida - 2 kg suv bor. Ikki idishdagi suv harorati dastlab bir xil bo'ladi. Ko'rishimiz mumkinki, bir vaqtning o'zida idishlardan biridagi suv tezroq qiziydi, garchi ikkala idish ham bir xil miqdorda issiqlik oladi.

Shunday qilib, biz xulosa qilamiz: ma'lum bir tananing massasi qanchalik katta bo'lsa, uning haroratini bir xil darajaga tushirish yoki oshirish uchun ko'proq issiqlik sarflanishi kerak.

Tana sovib ketganda, u qo'shni jismlarga issiqlik miqdori qancha ko'p bo'lsa, uning massasi shunchalik katta bo'ladi.

Biz hammamiz bilamizki, agar biz to'liq choynakni 50 ° C ga qadar qizdirishimiz kerak bo'lsa, biz choynakni bir xil hajmdagi suv bilan isitishdan ko'ra, bu amalni bajarishga kamroq vaqt sarflaymiz, lekin faqat 100 ° C gacha. Birinchi holda, suvga ikkinchisiga qaraganda kamroq issiqlik beriladi.

Shunday qilib, isitish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori to'g'ridan-to'g'ri yoki yo'qligiga bog'liq necha daraja bilan tanani isitish imkoniyatiga ega bo'ladi. Xulosa qilishimiz mumkin: issiqlik miqdori bevosita tana haroratining farqiga bog'liq.

Ammo suvni isitish uchun emas, balki boshqa ba'zi moddalarni, masalan, moy, qo'rg'oshin yoki temirni isitish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdorini aniqlash mumkinmi?

Keling, bir idishni suv bilan to'ldiramiz, ikkinchisini esa o'simlik moyi bilan to'ldiramiz. Suv va moyning massalari teng. Biz ikkala idishni bir xil yondirgichlarda teng ravishda qizdiramiz. Tajribani o'simlik moyi va suvning bir xil boshlang'ich haroratida boshlaymiz. Besh daqiqadan so'ng, qizdirilgan yog 'va suvning haroratini o'lchab, biz moyning harorati suv haroratidan ancha yuqori ekanligini ko'ramiz, garchi ikkala suyuqlik ham bir xil miqdordagi issiqlikni olgan.

Aniq xulosa o'zini ko'rsatadi: neft va suvning teng massalarini bir xil haroratda qizdirganda, boshqa issiqlik miqdori kerak bo'ladi.

Va biz darhol yana bir xulosa chiqaramiz: tanani isitish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori bevosita tananing o'zi (moddaning turi) tarkibiga bog'liq.

Shunday qilib, tanani isitish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori (yoki sovutish paytida chiqariladi) to'g'ridan-to'g'ri ma'lum bir tananing massasiga, uning haroratining o'zgaruvchanligiga, shuningdek moddaning turiga bog'liq.

Issiqlik miqdori Q belgisi bilan ko'rsatilgan. Boshqa har xil energiya turlari singari, issiqlik miqdori joul (J) yoki kilojoul (kJ) da o'lchanadi.

1 kJ = 1000 J

Biroq, tarix shuni ko'rsatadiki, olimlar fizikada energiya kabi tushuncha paydo bo'lishidan ancha oldin issiqlik miqdorini o'lchashni boshlaganlar. O'sha paytda issiqlik miqdorini o'lchash uchun maxsus birlik - kaloriya (kal) yoki kilokaloriya (kkal) chiqarilgan. Bu so'z lotincha ildizlarga ega, kaloriya - issiqlik.

1 kkal = 1000 kaloriya

Kaloriya- bu 1 g suvni 1 ° C ga qizdirish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori

1 kal = 4,19 J ≈ 4,2 J

1 kkal = 4190 J ≈ 4200 J ≈ 4,2 kJ

Hali ham savollaringiz bormi? Uy vazifangizni qanday bajarishni bilmayapsizmi?
Repetitordan yordam olish uchun - ro'yxatdan o'ting.
Birinchi dars bepul!

sayt, materialni to'liq yoki qisman nusxalash bilan, manbaga havola talab qilinadi.

Mashq qilish 81.
Fe kamaytirilganda ajralib chiqadigan issiqlik miqdorini hisoblang 2 O 3 metall alyuminiy, agar 335,1 g temir olingan bo'lsa. Javob: 2543,1 kJ.
Yechim:
Reaktsiya tenglamasi:

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

335,1 g temir olinganda ajralib chiqadigan issiqlik miqdorini hisoblash quyidagi nisbatdan amalga oshiriladi:

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

bu erda 55,85 - temirning atom massasi.

Javob: 2543,1 kJ.

Reaksiyaning issiqlik effekti

Vazifa 82.
Gazsimon etil spirti C2H5OH etilen C 2 H 4 (g) va suv bug'ining o'zaro ta'sirida olinishi mumkin. Bu reaksiyaning termokimyoviy tenglamasini oldindan uning issiqlik effektini hisoblab yozing. Javob: -45,76 kJ.
Yechim:
Reaktsiya tenglamasi:

C 2 H 4 (g) + H 2 O (g) = C2 H 5 OH (g); =?

Moddalarning hosil bo'lishining standart issiqliklarining qiymatlari maxsus jadvallarda keltirilgan. Oddiy moddalarning hosil bo'lish issiqliklari shartli ravishda nolga teng qabul qilinishini hisobga olsak. Reaksiyaning issiqlik effektini Gess qonunidan kelib chiqqan holda hisoblab chiqamiz:

= (C 2 H 5 OH) - [(C 2 H 4) + (H 2 O)] =
= -235,1 - [(52,28) + (-241,83)] = - 45,76 kJ

Kimyoviy birikmalar belgilari yonida ularning agregat holatlari yoki kristall modifikatsiyasi ko'rsatilgan reaksiyalar tenglamalari, shuningdek, termal effektlarning raqamli qiymati termokimyoviy deb ataladi. Termokimyoviy tenglamalarda, agar boshqacha ko'rsatilmagan bo'lsa, Q p doimiy bosimdagi issiqlik ta'sirining qiymatlari tizim entalpiyasining o'zgarishiga teng ravishda ko'rsatilgan. Qiymat odatda tenglamaning o'ng tomonida vergul yoki nuqtali vergul bilan ajratiladi. Moddaning umumiy holati uchun quyidagi qisqartmalar qabul qilinadi: G- gazsimon, f- suyuqlik, Kimga

Agar reaksiya natijasida issiqlik ajralib chiqsa, u holda< О. Учитывая сказанное, составляем термохимическое уравнение данной в примере реакции:

C 2 H 4 (g) + H 2 O (g) = C 2 H 5 OH (g); = - 45,76 kJ.

Javob:- 45,76 kJ.

83-topshiriq.
Quyidagi termokimyoviy tenglamalar asosida temir (II) oksidning vodorod bilan qaytarilishining issiqlik effektini hisoblang:

a) EeO (k) + CO (g) = Fe (k) + CO 2 (g); = -13,18 kJ;
b) CO (g) + 1 / 2O 2 (g) = CO 2 (g); = -283,0 kJ;
c) H 2 (g) + 1 / 2O 2 (g) = H 2 O (g); = -241,83 kJ.
Javob: +27,99 kJ.

Yechim:
Temir (II) oksidini vodorod bilan qaytarish reaktsiya tenglamasi quyidagi ko'rinishga ega:

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

= (H2O) - [(FeO)

Suvning hosil bo'lish issiqligi tenglama bilan aniqlanadi

H 2 (g) + 1 / 2O 2 (g) = H 2 O (g); = -241,83 kJ,

va temir (II) oksidining hosil bo'lish issiqligini (b) tenglamadan (a) tenglamani ayirish yo'li bilan hisoblash mumkin.

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

Javob:+27,99 kJ.

84-topshiriq.
Gazsimon vodorod sulfidi va karbonat angidrid o'zaro ta'sirlashganda, suv bug'i va uglerod disulfidi CS 2 (g) hosil bo'ladi. Bu reaksiyaning termokimyoviy tenglamasini yozing, avval uning issiqlik effektini hisoblang. Javob: +65,43 kJ.
Yechim:
G- gazsimon, f- suyuqlik, Kimga- kristalli. Agar moddalarning to'planish holati aniq bo'lsa, masalan, O 2, N 2 va hokazo bo'lsa, bu belgilar kiritilmaydi.
Reaktsiya tenglamasi:

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

Moddalarning hosil bo'lishining standart issiqliklarining qiymatlari maxsus jadvallarda keltirilgan. Oddiy moddalarning hosil bo'lish issiqliklari shartli ravishda nolga teng qabul qilinishini hisobga olsak. Reaksiya issiqligini Gess qonunidan kelib chiqadigan e natijasi yordamida hisoblash mumkin:

= (H 2 O) + (CS 2) - [(H 2 S) + (CO 2)];
= 2 (-241,83) + 115,28 - = +65,43 kJ.

2H 2 S (g) + CO 2 (g) = 2H 2 O (g) + CS 2 (g); = +65,43 kJ.

Javob:+65,43 kJ.

Reaksiyaning termokimyoviy tenglamasi

85-topshiriq.
CO (g) va vodorod o'rtasidagi reaksiyaning termokimyoviy tenglamasini yozing, buning natijasida CH 4 (g) va H 2 O (g) hosil bo'ladi. Agar normal sharoitda 67,2 litr metan olinsa, bu reaksiya davomida qancha issiqlik ajralib chiqadi? Javob: 618,48 kJ.
Yechim:
Kimyoviy birikmalar belgilari yaqinida ularning agregat holatlari yoki kristall modifikatsiyasi ko'rsatilgan reaksiyalar tenglamalari, shuningdek, termal effektlarning raqamli qiymati termokimyoviy deb ataladi. Termokimyoviy tenglamalarda, agar boshqacha ko'rsatilmagan bo'lsa, Q p doimiy bosimdagi issiqlik ta'sirining qiymatlari tizim entalpiyasining o'zgarishiga teng ravishda ko'rsatilgan. Qiymat odatda tenglamaning o'ng tomonida vergul yoki nuqtali vergul bilan ajratiladi. Moddaning umumiy holati uchun quyidagi qisqartmalar qabul qilinadi: G- gazsimon, f- nimadur, Kimga- kristalli. Agar moddalarning to'planish holati aniq bo'lsa, masalan, O 2, N 2 va hokazo bo'lsa, bu belgilar kiritilmaydi.
Reaktsiya tenglamasi:

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

Moddalarning hosil bo'lishining standart issiqliklarining qiymatlari maxsus jadvallarda keltirilgan. Oddiy moddalarning hosil bo'lish issiqliklari shartli ravishda nolga teng qabul qilinishini hisobga olsak. Reaksiya issiqligini Gess qonunidan kelib chiqadigan e natijasi yordamida hisoblash mumkin:

= (H 2 O) + (CH 4) - (CO)];
= (-241,83) + (-74,84) - (-110,52) = -206,16 kJ.

Termokimyoviy tenglama quyidagi ko'rinishga ega bo'ladi:

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

Javob: 618,48 kJ.

Ta'limning issiqligi

86-topshiriq.
Qaysi reaksiyaning issiqlik effekti hosil bo'lish issiqligiga teng. Quyidagi termokimyoviy tenglamalar yordamida NO hosil bo'lish issiqligini hisoblang:
a) 4NH 3 (g) + 5O 2 (g) = 4NO (g) + 6H 2 O (g); = -1168,80 kJ;
b) 4NH 3 (d) + 3O 2 (d) = 2N 2 (d) + 6H 2 O (g); = -1530,28 kJ
Javob: 90,37 kJ.
Yechim:
Standart hosil bo'lish issiqligi standart sharoitda oddiy moddalardan 1 mol ushbu moddaning hosil bo'lishining reaksiya issiqligiga teng (T = 298 K; p = 1,0325,105 Pa). Oddiy moddalardan NO hosil bo'lishini quyidagicha ifodalash mumkin:

1 / 2N 2 + 1 / 2O 2 = YO'Q

4 mol NO hosil boʻladigan (a) reaksiya va 2 mol N2 hosil boʻladigan (b) reaksiya berilgan. Kislorod ikkala reaksiyada ham ishtirok etadi. Shuning uchun, NO ning standart hosil bo'lish issiqligini aniqlash uchun biz quyidagi Gess siklini tuzamiz, ya'ni (b) tenglamadan (a) tenglamani olishimiz kerak:

Shunday qilib, 1 / 2N 2 + 1 / 2O 2 = NO; = +90,37 kJ.

Javob: 618,48 kJ.

87-topshiriq.
Kristalli ammoniy xlorid gazsimon ammiak va vodorod xloridning o'zaro ta'siridan hosil bo'ladi. Bu reaksiyaning termokimyoviy tenglamasini oldindan uning issiqlik effektini hisoblab yozing. Reaksiyaga normal sharoitda 10 l ammiak sarflanganda qancha issiqlik ajralib chiqadi? Javob: 78,97 kJ.
Yechim:
Kimyoviy birikmalar belgilari yonida ularning agregat holatlari yoki kristall modifikatsiyasi ko'rsatilgan reaksiyalar tenglamalari, shuningdek, termal effektlarning raqamli qiymati termokimyoviy deb ataladi. Termokimyoviy tenglamalarda, agar boshqacha ko'rsatilmagan bo'lsa, Q p doimiy bosimdagi issiqlik ta'sirining qiymatlari tizim entalpiyasining o'zgarishiga teng ravishda ko'rsatilgan. Qiymat odatda tenglamaning o'ng tomonida vergul yoki nuqtali vergul bilan ajratiladi. Quyidagilar qabul qilinadi, Kimga- kristalli. Agar moddalarning to'planish holati aniq bo'lsa, masalan, O 2, N 2 va hokazo bo'lsa, bu belgilar kiritilmaydi.
Reaktsiya tenglamasi:

NH 3 (g) + NCl (g) = NH 4 Cl (q). ; =?

Moddalarning hosil bo'lishining standart issiqliklarining qiymatlari maxsus jadvallarda keltirilgan. Oddiy moddalarning hosil bo'lish issiqliklari shartli ravishda nolga teng qabul qilinishini hisobga olsak. Reaksiya issiqligini Gess qonunidan kelib chiqadigan e natijasi yordamida hisoblash mumkin:

= (NH4Cl) - [(NH 3) + (HCl)];
= -315,39 - [-46,19 + (-92,31) = -176,85 kJ.

Termokimyoviy tenglama quyidagi ko'rinishga ega bo'ladi:

Ushbu reaksiya natijasida 10 litr ammiakning reaktsiyasi paytida ajralib chiqadigan issiqlik nisbati bo'yicha aniqlanadi:

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

Javob: 78,97 kJ.

Ishni bajarish orqali ichki energiyaning o'zgarishi ish miqdori bilan tavsiflanadi, ya'ni. ish - ma'lum bir jarayonda ichki energiya o'zgarishining o'lchovidir. Issiqlik uzatish jarayonida tananing ichki energiyasining o'zgarishi issiqlik miqdori v deb ataladigan miqdor bilan tavsiflanadi.

- bu ish qilmasdan issiqlik uzatish jarayonida tananing ichki energiyasining o'zgarishi. Issiqlik miqdori harf bilan ko'rsatilgan Q .

Ish, ichki energiya va issiqlik miqdori bir xil birliklarda o'lchanadi - joul ( J), har qanday energiya kabi.

Issiqlik o'lchovlarida energiyaning maxsus birligi, kaloriya ( najas) ga teng 1 gramm suvni 1 daraja Selsiyga qizdirish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori (aniqrog'i, 19,5 dan 20,5 ° S gacha). Bu birlik, xususan, hozirgi vaqtda ko'p qavatli uylarda issiqlik (issiqlik energiyasi) iste'molini hisoblashda qo'llaniladi. Issiqlikning mexanik ekvivalenti empirik tarzda aniqlangan - kaloriya va joule o'rtasidagi nisbat: 1 kal = 4,2 J.

Jismga ma'lum miqdordagi issiqlikni ish bajarmasdan o'tkazishda uning ichki energiyasi ortadi, agar tanadan ma'lum miqdorda issiqlik ajralib chiqsa, uning ichki energiyasi kamayadi.

Ikkita bir xil idishga 100 g, ikkinchisiga 400 g suvni bir xil haroratda quyib, bir xil gorelkalarga qo‘ysangiz, birinchi idishdagi suv avvalroq qaynaydi. Shunday qilib, tana vazni qanchalik ko'p bo'lsa, uni isitish uchun ko'proq issiqlik kerak bo'ladi. Sovutish bilan ham xuddi shunday.

Tanani isitish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori, shuningdek, tananing qaysi moddadan yaratilganiga bog'liq. Tanani isitish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdorining moddaning turiga bog'liqligi fizik miqdor bilan tavsiflanadi. o'ziga xos issiqlik moddalar.

Jismoniy miqdor 1 kg moddani 1 ° C (yoki 1 K) ga qizdirish uchun unga xabar qilinishi kerak bo'lgan issiqlik miqdoriga teng. 1 ° S ga sovutilganda 1 kg moddadan bir xil miqdordagi issiqlik chiqariladi.

Maxsus issiqlik harf bilan ko'rsatilgan Bilan... Maxsus issiqlik birligi 1 J / kg ° S yoki 1 J / kg ° K.

Moddalarning o'ziga xos issiqlik sig'imi qiymatlari eksperimental tarzda aniqlanadi. Suyuqliklar metallarga qaraganda yuqori o'ziga xos issiqlikka ega; suv eng yuqori o'ziga xos issiqlikka ega, oltin juda past o'ziga xos issiqlikka ega.

Issiqlik miqdori tananing ichki energiyasining o'zgarishiga teng bo'lganligi sababli aytishimiz mumkinki, solishtirma issiqlik sig'imi ichki energiya qanchalik o'zgarishini ko'rsatadi. 1 kg moddaning harorati o'zgarganda 1 ° S... Xususan, 1 kg qo‘rg‘oshinni 1°C ga qizdirilganda uning ichki energiyasi 140 J ga ortadi, sovutilganda esa 140 J ga kamayadi.

Q jismni massa bilan isitish uchun zarur m haroratdan t 1 ° S haroratga t 2 ° S, moddaning o'ziga xos issiqlik sig'imi, tana massasi va yakuniy va boshlang'ich haroratlar orasidagi farq mahsulotiga teng, ya'ni.

Q = c ∙ m (t 2 - t 1)

Xuddi shu formula sovutish paytida tananing chiqaradigan issiqlik miqdorini hisoblash uchun ishlatiladi. Faqat bu holatda, oxirgi haroratni dastlabki haroratdan olib tashlash kerak, ya'ni. yuqori harorat qiymatidan pastroqni olib tashlang.

Bu mavzu bo'yicha konspekt "Issiqlik miqdori. Maxsus issiqlik"... Boshqa amallarni tanlang:

• Keyingi konspektga o'ting: