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Formel für die Reaktionswärme

Der Reaktionswärme auch bekannt als Reaktionsenthalpie ist der Unterschied im Enthalpiewert einer chemischen Reaktion unter konstantem Druck. Es ist die thermodynamische Maßeinheit, mit der die Gesamtenergiemenge bestimmt wird, die pro Mol bei einer Reaktion erzeugt oder freigesetzt wird. Daher kann die Wärme einer chemischen Reaktion als die Wärme definiert werden, die an die Umgebung abgegeben oder absorbiert wird, während die Reaktion bei konstantem Druck und konstanter Temperatur abläuft. Joule (J) ist die Einheit zur Messung der gesamten aufgenommenen oder abgegebenen Wärmemenge.

Bei chemischen Reaktionen wird Wärme hauptsächlich zwischen dem reagierenden System als einem Medium und der Umgebung als dem anderen Medium übertragen. Vor und nach der chemischen Umwandlung ist die Menge an Wärmeenergie gleich. Mit anderen Worten: Die in einem reagierenden System aufgenommene oder verlorene Wärme entspricht der in der Umgebung gewonnenen oder verlorenen Wärme.



Was ist Reaktionswärme?

Mit einfachen Worten: Die Wärme einer Reaktion ist die Energiemenge, die zur Durchführung der angegebenen Reaktion benötigt wird. es ist negativ für exotherme Reaktionen und positiv für endotherme Reaktionen. Hier ist ∆H für eine endotherme Reaktion positiv, während ∆H für Reaktionen, die Wärme erzeugen, negativ ist.

Wenn die gegebene Reaktion bei konstantem Volumen durchgeführt wird, ist die zur Beeinflussung der Reaktion erforderliche Wärme nichts anderes als eine Erhöhung der inneren Energie (∆U) durch ∆H/∆U, die bei einer endothermen Reaktion negativ und bei einer exothermen Reaktion positiv ist.

Formel für Reaktionswärme

Q = m × c × ΔT



Wo,

  • Q = Reaktionswärme,
  • m = Masse des Mediums,
  • c = spezifische Wärmekapazität des Reaktionsmediums,
  • ∆T = Temperaturunterschied des Mediums.

Außerdem haben wir noch eine andere Gleichung als:

Reaktionswärme = ΔH (Produkte) – ΔH (Reaktanten)



Wo,

  • ΔH = Änderung des Wärmewerts

Gelöste Beispiele zur Reaktionswärmeformel

Beispiel 1: Berechnen Sie die Wärmeänderung, die bei der Verbrennung von Ethanol auftritt, wenn eine bestimmte Menge des Stoffes in Luft verbrannt wird, um die Temperatur von 200 g Wasser von 28 auf 42 Grad Celsius zu erhöhen, vorausgesetzt, dass Wasser eine spezifische Wärmekapazität von 4,2 J hat /g.K.

Lösung:

Es ist gegeben, dass

c = 4,2 Jg-1K-1,

m = 200 g,

ΔT = 42 – 28 ,

d.h. ΔT = 14 °C oder 14 K

Hier in der Frage wird erwähnt, dass eine bestimmte Menge Ethanol verbrannt wird, um die Temperatur des Wassers zu erhöhen, was bedeutet, dass durch den Ethanolverbrennungsprozess vom Wasser absorbierte Wärme freigesetzt wird. Die beim Verbrennungsprozess verlorene Wärmemenge entspricht der Wärmemenge, die das Wasser gewinnt.

Die veränderte Wärmemenge kann mithilfe der Formel ermittelt werden:

Q = m × c × ΔT

Q = 200 × 4,2 × 14

Somit, Q = 11760 J

Beispiel 2: Wenn Natriumchlorid in 100 g Wasser bei 25 °C gelöst wird, hat die resultierende Lösung nach gründlichem Rühren eine Temperatur von 21 °C. Wenn die spezifische Wärmekapazität der Lösung mit 4,18 J/g°C angenommen wird, berechnen Sie die Wärmeänderung während des Auflösungsprozesses.

Lösung:

Hier ist gegeben, dass

c = 4,18 J/g°C,

m = 100 g,

ΔT = 25 – 21,

d.h. ΔT = 4 K

Der Prozess führt zu einem Temperaturabfall, was darauf hindeutet, dass die Salzlösung dazu neigt, Wärme aus dem System aufzunehmen. Da der Wärmeverlust des Wassers genauso groß ist wie die Wärmeaufnahme des Salzes,

Wir haben,

Q = m × c × ΔT

Q = 100 × 4,18 × 4

Somit, Q = 1672 J

Beispiel 3: Wie viel Wärme wird freigesetzt, wenn 240 Gramm Eisen von 90 °Celsius auf 25 °Celsius abkühlen? (Gegeben: c = 0,452 J / g °C).

Lösung:

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Wir haben,

m = 240 g,

Spezifische Wärmekapazität von Eisen (c) = 0,452 J / g°C,

ΔT = Endtemperatur – Anfangstemperatur = 25 – 90 = -65 °Celsius

Wir haben die Formel,

Q = m × c × ΔT

Indem wir gegebene Werte in die obige Gleichung einsetzen, erhalten wir:

Q = 240 × 0,452 × (-65)

daher ist Q = -7051,2 J

d.h. Q = -7,05 KJ

Somit, 7,05 KJ Beim Prozess wird Wärme freigesetzt.

Beispiel 4: Wie viel Kohlenstoff kann mit 650 KJ Energie von 20 °C auf 100 °C erhitzt werden? (Gegeben: c = 4,184 J / g °C)

Lösung:

Hier wird uns gegeben,

c = 4,184 J/g Grad C,

q = 650 KJ = 650000 J

ΔT = 100 – 20 = 80 Grad Celsius

Wir werden gebeten, die Masse (m) zu ermitteln, sodass wir die Formel erhalten:

Q = m × c × ΔT

Die obige Gleichung gibt uns Folgendes:

m = Q / (c × ΔT)

Indem wir die gegebenen Werte in die obige Gleichung einsetzen, erhalten wir die tatsächlich erforderliche Kohlenstoffmasse.

m = 650000 / (4,184 × 80)

m = 1941,9 g

d.h. m = 194 kg

Beispiel 5: Wie groß ist die spezifische Wärmekapazität von 60 Gramm eines Stoffes, der sich von 30°C auf 40°C erwärmt, wenn 968 J Energie zugeführt werden?

Lösung:

In der Frage wird Folgendes angegeben:

m = 60 g

ΔT = 40 – 30 = 10 Grad Celsius

q = 968 Joule

Wir müssen die spezifische Wärmekapazität (c) ermitteln, damit wir die Formel haben:

Q = m × c × ΔT

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Die obige Gleichung gibt uns Folgendes:

c = Q / (m × ΔT)

Indem wir gegebene Werte in die obige Gleichung einsetzen, erhalten wir:

c = 968 / (50 × 10)

c = 1,936 J/g°C

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