6.9
Изменение внутренней энергии реакции, дельта E, является суммой тепла q и работы w. Хотя измерить тепло по изменениям температуры довольно просто, измерение работы по типу давление-объем по изменениям в объеме неудобно. Для газообразных химических реакций, если объем не может изменяться, тогда дельта V равно нулю, и, следовательно, w будет равно нулю.
Таким образом, изменение внутренней энергии реакции будет точно равнятся переданному теплу. В условиях постоянного объема, тепло, передаваемое в реакции, измеряется с помощью бомбового калориметра. Он отличается от простейшего калориметра, который измеряет теплоту реакции в условиях постоянного давления.
В бомбовом калориметре 0, 512 грамма нафталина помещают в бомбу из нержавеющей стали. Через входное отверстие катушка зажигания контактирует с образцом. Затем бомбу наполняют кислородом и погружают в изолированную емкость, наполненную водой известной массы.
Электрическое воспламенение исходного вещества инициирует реакцию горения внутри бомбы. Выделяющееся тепло поглощается водой и различными компонентами узла калориметра, которые вместе образуют окружающую среду. Это вызывает повышение температуры на 6.42 градуса Цельсия.
Тепло, поглощаемое всей сборкой калориметра, q калории, равняется его теплоемкости, C калории, умноженной на изменение температуры, дельта T.Если экспериментально определенное значение для C калорий составляет 3, 20 килоджоуля на градус Цельсия, то подставляя его вместе с значением дельта Т, мы получим теплоту калориметра, 20, 5 килоджоулей. Тепло, получаемое калориметром, в точности равно теплу, выделяемому при реакции. Бомба запечатана, реакция происходит при постоянном объеме, и выполняется нулевая работа.
Таким образом, теплота реакции равна изменению ее внутренней энергии, минус 20, 5 килоджоулей. Делим это значение на количество молей в 0, 512 граммах нафталина. 3, 99 умножить на 10 в минус 3 степени моль получаем изменение внутренней энергии на моль нафталина, которое составляет 5140 килоджоулей на моль.
Калориметры полезны для определения тепла, выделяемого или поглощенного химической реакцией. Калориметры чашек для кофе предназначены для работы при п…
Авторские права © 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.