การวัดความร้อนและพลังงานเคมี
แนะนำใหม่| English | ความหมาย |
|---|---|
| enthalpy change/enˈθælpi tʃeɪndʒ/ | การเปลี่ยนแปลงเอนทาลปี ⟦number⟧ |
| exothermic/eɡzəˈðɜːmɪk/ | ปฏิกิริยาคายความร้อน ⟦number⟧ |
อะไรจะอธิบายการสังเกตนี้ได้?
- ถ้วยจะอุ่นขึ้นเมื่อสารละลายสองชนิดทำปฏิกิริยากัน การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเป็นการวัดพลังงานที่ถูกถ่ายโอนไปยังสิ่งแวดล้อม ซึ่งไม่เท่ากับ การเปลี่ยนแปลงเอนทาลปี โดยตรง
- เริ่มต้นด้วยการทำนาย ระบุปริมาณหรือลักษณะที่คุณจะเปรียบเทียบ แล้วตัดสินใจว่าหลักฐานอะไรที่จะแยกแยะคำอธิบายสองแบบได้
สร้างโมเดล
- ปฏิกิริยาคายความร้อน ถ่ายโอนพลังงานไปยังสิ่งแวดล้อม ปฏิกิริยาสzívความร้อนดึงพลังงานจากสิ่งแวดล้อม การทำลายพันธะต้องใช้พลังงาน การเกิดพันธะปล่อยพลังงาน
- exothermic: การถ่ายโอนพลังงานไปยังสิ่งแวดล้อม; enthalpy change: การเปลี่ยนแปลงความร้อนที่ความดันคงที่สำหรับกระบวนการที่กำหนด
กระบวนการใดต้องการพลังงาน?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
การตัดพันธะต้องใช้พลังงานเสมอเพื่อแยกอะตอมออกจากกัน; การสร้างพันธะจะปล่อยพลังงาน ปฏิกิริยามีลักษณะคายความร้อนโดยรวมก็ต่อเมื่อพลังงานที่ปล่อยในการสร้างพันธะมากกว่าพลังงานที่ใช้ในการตัดพันธะ
จับคู่แต่ละคำศัพท์เทคนิคกับความหมายที่แม่นยำ
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ใช้นิยามเพื่อแยกแยะปริมาณและกระบวนการที่เกี่ยวข้อง
เลือกหลักฐานมาทดสอบสมมติฐาน
- ใช้พลังงานที่ถ่ายโอน = มวล × ความจุความร้อนจำเพาะ × การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ แปลงจูลเป็นกิโลจูลก่อนหารด้วยปริมาณปฏิกิริยา ค่าเอนทาลปีมอลลาร์ของปฏิกิริยาคายความร้อนจะมีเครื่องหมายลบ
- ใช้ฉนวนและฝาปิด วัดอุณหภูมิเริ่มต้นอย่างสม่ำเสมอ กวน และบันทึกชุดข้อมูลอุณหภูมิ-เวลา ประมาณอุณหภูมิปฏิกิริยาจากการต่อเส้นกราฟที่เหมาะสมแทนที่จะเพิกเฉยต่อการสูญเสียความร้อนระหว่างการวัด
นิสัยสองอย่างใดทำให้การตรวจสอบหรือแบบจำลองในกรณีนี้รองรับได้มากขึ้น?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
การระบุเงื่อนไขและสมมติฐานช่วยให้ผู้อื่นทำงานซ้ำได้โดยถูกต้อง และการบันทึกหลักฐานรองรับช่วยให้พวกเขาตรวจสอบข้อสรุปได้ การซ่อนผลลัพธ์ที่ขัดแย้งกันจะกำจัดหลักฐานที่อาจทลายข้อสรุปที่ผิดพลาด และข้อมูลจากตัววัดเพียงหนึ่งค่าไม่สามารถใช้ยืนยันข้ออ้างที่กว้างขวางได้
ทำงานจากปริมาณที่ทราบค่า
- ระบุค่าที่ทราบและหน่วยของมัน เลือกความสัมพันธ์โดยพิจารณาว่าข้อสมมติฐานสอดคล้องกับเคสนี้ แล้วจัดรูปสมการก่อนแทนค่า
- ข้อมูลที่ทราบ: 100 g ของสารละลายเพิ่มขึ้น 5.0 °C; ความจุความร้อนจำเพาะคือ 4.18 J ต่อกรัมต่อองศา q = mcΔT. q = 100 × 4.18 × 5.0 = 2,090 J = 2.09 kJ. หาก 0.050 mol发生ปฏิกิริยา, ΔH = -q/n = -2.09/0.050 = -41.8 kJ ต่อโมล
50 g น้ำเพิ่มขึ้น 4 °C ใช้ c = 4.2 J ต่อกรัมต่อองศา เพื่อหาค่า q ใช้ลำดับขั้นตอนเดียวกัน: ปริมาณที่ทราบ → โมเดล → ความสัมพันธ์ → การแทนค่า → หน่วยและการตีความ
น้ำ 50 กรัม升温 4 °C ใช้ c = 4.2 J ต่อกรัมต่อองศา เพื่อหาค่า q
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ผลลัพธ์คือ 840 จูล ทราบว่า: 50 กรัม ของน้ำ; อุณหภูมิเพิ่มขึ้น 4 องศาเซลเซียส; c = 4.2 จูล ต่อกรัม ต่อองศา ใช้ q = mc x การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ q = 50 x 4.2 x 4 = 840 จুল นี่คือพลังงานที่น้ำได้รับ; การสูญเสียความร้อนหมายความว่าปฏิกิริยาคายพลังงานอย่างน้อยเท่านี้
ตรวจสอบข้อสรุปและขอบเขต
- การสูญเสียความร้อนมักทำให้การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิที่สังเกตได้ลดลง สารที่ได้รับความร้อนและปฏิกิริยาที่สูญเสียความร้อนจะมีเครื่องหมายตรงข้ามกัน
- กลับไปที่การสังเกตเดิม อธิบายว่าผลลัพธ์นี้สนับสนุนสิ่งใด มีเงื่อนไขใดบ้าง และเป็นอย่างไรในการทดสอบคำอธิบายอื่นที่ขัดแย้งกัน
การแตกพันธะปล่อยพลังงาน คำกล่าวนี้ไม่ถูกต้อง: การแตกพันธะเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน - ต้องการพลังงาน การสร้างพันธะปล่อยพลังงาน การสับสนระหว่างสองสิ่งนี้จะกลับเครื่องหมายของทุกการคำนวณพลังงาน
การวัดความร้อนและพลังงานเคมี: ใช้พลังงานที่ถ่ายโอน = มวล × ความจุความร้อนจำเพาะ × การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ แปลงจูลเป็นกิโลจูลก่อนหารด้วยปริมาณปฏิกิริยา ค่าเอนทาลปีมอลลาร์ของปฏิกิริยาคายความร้อนจะมีเครื่องหมายลบ
การแตกพันธะปล่อยพลังงานออก
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
การตัดพันธะเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน - ต้องใช้พลังงาน การสร้างพันธะจะปล่อยพลังงาน การสับสนระหว่างสองอย่างนี้จะกลับเครื่องหมายของการคำนวณพลังงานทั้งหมด
การถ่ายโอนพลังงานไปยังสิ่งแวดล้อม: เขียนคำศัพท์เทคนิค
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ปฏิกิริยาคายความร้อน หมายถึง การถ่ายโอนพลังงานไปยังสิ่งแวดล้อม