Определение теплоты: Оборудование

Определение теплоты Образования кристаллогидрата

Цель работы — определение теплоты образования кристаллогидрата CuSO₄∙5Н₂О из CuSO₄ и Н₂О.

Краткие теоретические положения.

Теплотой образования кристаллогидрата называется тепловой эффект образования 1 моля твердого кристаллогидрата из твердой безводной соли и соответствующего количества воды.

Растворение безводного сульфата меди протекает по уравнению:

CuSO_4(кр.) + n Н₂О_(жид.) = CuSO₄ ∙ n Н₂О H₁

Однако данный процесс сопровождается гидратацией безводного сульфата меди и переходом его в растворенное состояние:

CuSO_4(кр.) + 5 Н₂О_(жид.) = CuSO₄∙5Н₂О_(кр) H_гидр

CuSO

4∙5Н₂О_(кр)+ (n-5) Н₂О_{(жид. )} = CuSO₄ ∙ n Н₂О H₂

По закону Гесса

H₁= H_гидр + H₂ (3)

Теплота образования кристаллогидрата H_гидр не может быть измерена в калориметре непосредственно, так как скорость образования кристаллогидрата мала. Эту величину вычисляют по разности интегральных теплот растворения безводной соли H₁ и кристаллогидрата H₂:

H_гидр= H₁ — H₂

Пример: Энтальпии растворения в воде кристаллогидрата и безводного сульфата меди равны соответственно

H₂ = +11,7 кДж; H₁ = — 66,1 кДж

Рассчитать энтальпию присоединения 5 молекул воды к молекуле сульфата меди по реакции в расчете на 1 моль.

Ответ:

^CuSO₄ ^{+ 5H}₂^{O → CuSO}₄^∙5H₂^O

^H_гидр^{= — 66,1 кДж – (+11,7 кДж) = — 77,8 кДж/моль}

Приборы и реактивы.

1. Калориметр.

2. Весы аналитические.

3. Секундомер.

4. Термометр с ценой деления 0,1°С.

5. Стеклянная воронка.

6. Мерный цилиндр на 250 см³.

7. Сульфат меди безводный.

8. Сульфат меди кристаллогидрат.

9. Дистиллированная вода.

Порядок выполнения работы.

Определение теплоты растворения безводной соли сульфата меди

1. Во внутренний сосуд калориметра налить 25 см³ дистиллированной воды комнатной температуры из бюретки.

2. Опустить в воду (не касаясь дна сосуда) термометр и закрепить его в зажиме штатива.

3. Отвесить на технических весах на листке пергаментной бумаги 1-1,2г безводного сульфата меди с точностью до 0,01г.

4. Измерить температуру воды в калориметре с точностью до 0,1 °С — начальная температура опыта t

   нач.

5. Сделать из листка пергаментной бумаги маленькую воронку, вставить ее в отверстие в пробке, аккуратно высыпать через нее отвешенную соль в воду. Закрыть отверстие пробкой.

6. Осторожно перемешивая раствор мешалкой, следить за изменением температуры в течение 5-7 мин.

7. Записать показания термометра с точностью до 0,1° первые 3 мин с интервалами в 0,5 мин, дальше через 1 мин по приведенной ниже форме

Время от начала опыта, мин	0	0,5	1	1,5	2	2,5	3	4	5	6	7
Температура, 0С

8. По полученным данным построить кривую «температура-время», откладывая по оси абсцисс время в минутах, по оси ординат — температуру.

9. Определить по графику наивысшую температуру раствора t_мак и вычислить разность температур t=t_мак — t_нач.

10. Определить количество теплоты Q

    1 = — Н₁, выделяющейся при растворении безводной соли сульфата меди в пересчете на 1 моль безводной соли по формуле

, кДж/моль

где и соответственно масса соли и масса воды, г;

С = 4,184 Дж/г∙град — удельная теплоемкость раствора, принятая равной теплоемкости воды;

— молярная масса сульфата меди.

Определение теплоты растворения кристаллогидрата сульфата меди

1. Во внутренний сосуд калориметра налить 25 см³ дистиллированной воды комнатной температуры из бюретки.

2. Опустить в воду (не касаясь дна сосуда) термометр и закрепить его в зажиме штатива.

3.Отвесить на технических весах на листке пергаментной бумаги 1,6-1,8 г кристаллогидрата сульфата меди с точностью до 0,01г.

4. Далее продолжать работу согласно пунктам 4 — 10. Определить количество теплоты Q₂ = — Н₂, выделяющейся при растворении кристаллогидрата сульфата меди.

, кДж/моль

где и соответственно масса кристаллогидрата и масса воды, г;

С = 4,184 Дж/г∙град — удельная теплоемкость раствора, принятая равной теплоемкости воды;

— молярная масса кристаллогидрата сульфата меди.

5. Рассчитать теплоту образования кристаллогидрата H_гидр= H₁ — H₂

6. Полученное значение сравнивают с табличной величиной гидратообразования H_гидр= — 77,8кДж/моль и находят относительную ошибку по формуле:

7.

Анализируют результаты, формулируют выводы

Контрольные вопросы

1. Что изучает термодинамика?

2. Сформулируйте первый закон термодинамики.

3. Что такое термодинамическая система?

4. Какие системы называются гомогенными, гетерогенными, изолированными, закрытыми, открытыми, закрытыми?

5. Что называют термодинамическим процессом, циклом?

6. Какие процессы называются изохорными, изобарными, изотермическими, адиабатными, обратимыми, необратимми, самопроизвольными, несамопроизвольными?

7. Дайте определения понятиям внутренняя энергия, энтальпия, теплота, работа.

8. Какие характеристики термодинамического процесса относят к функциям пути?

9. Какие характеристики термодинамического процесса относят к функциям состояния?

10. Что называется теплоемкостью?

11. В чем заключается закон Кирхгофа?

12. Что изучает термохимия?

13. Что такое тепловой эффект процесса?

14. Дайте определения понятиям энтальпии образования и сгорания веществ.

15. Что называется теплотой растворения, теплотой нейтрализации?

16. Сформулируйте закон Гесса и его следствия.

17. Опишите устройство калориметра.

18. Как определить теплоту нейтрализации?

19. Как определить теплоту растворения соли?

20. Сформулируйте второй закон термодинамики.

21. Что такое энтропия?

22. В чем заключается третий закон термодинамики?

23. Какие выводы можно сделать о конкретной химической реакции, если изменение следующих термодинамических функций отрицательно:

а) энтропии;

б) свободной энергии Гиббса;

в) энергии Гельмгольца?

24. Изменением какой термодинамической функции определяется возможность самопроизвольного протекания процесса:

а) при постоянных давлении и температуре;

б) при постоянных объеме и температуре;

в) в изолированной системе?

8

Определение теплоты образования CO2 и CO (закон Гесса)

Навигация:Главная›Для ВУЗов, техникумов и ПУ›Оборудование PHYWE (Германия)›Химия›Физическая химия›Определение теплоты образования CO2 и CO (закон Гесса)

В избранномВ избранное Артикул: P3021601 Цена: предоставляется по запросу Задать вопрос по оборудованию

Принцип Стандартные молярные энтальпии образования Δ B H Φ являются важными составляющими термодинамической таблицы величин для расчета стандартных энтальпий реакции для любой произвольной реакции.  Их определяют как теплоту реакции, происходящую при прямом образовании одного моля пертинового чистого вещества из стабильных чистых элементов при постоянном давлении. Для спонтанных и количественных реакций образования, например превращения углерода и кислорода в CO 2 , стандартные энтальпии образования могут быть измерены непосредственно с помощью калориметрии. В качестве альтернативы они могут быть рассчитаны на основе известных энтальпий реакции с использованием закона Гесса. Преимущества Система стеклянной оболочки легко расширяется Устойчивая и безопасная конструкция за счет прочного материала стойки Задания Определите энтальпии реакции горения углерода и окиси углерода калометрическим методом. Используйте экспериментально определенные энтальпии и закон Гесса для расчета энтальпий образования CO и CO 2. Изучение: Первый закон термодинамики Термохимия Калориметрия Энтальпия образования Энтальпия реакции Закон Гесса Необходимые аксессуары Прецизионные весы 620 г / 0,001 г ← Назад

Обработка пищевых продуктов. ИТАЛИЯ

Химические технологии. EDIBON

Пищевые технологии. EDIBON

Окружающая среда. EDIBON

3D Физика. EDIBON.

Энергия. EDIBON

Механика и материалы. EDIBON

Гидромеханика и аэродинамика. EDIBON

Термодинамика и термотехника. EDIBON.

Оборудование PHYWE (Германия)

• Физика
• Химия
• Биология
• Прикладные науки
• Медицина

Гидромеханика

Обучающие тренажеры по системам самолетов и кораблей

Конструкции. Архитектура

Испытания материалов

Аэродинамика

Строительные учебные 3D принтеры

Лаборатории National Instruments

Автоматика. Автоматизация и управление производством

Автомобили и автомобильное хозяйство

Альтернативные и возобновляемые источники энергии

Аэрокосмическая техника

Безопасность жизнедеятельности. Защита в чрезвычайных ситуациях

Военная техника.

Вычислительная и микропроцессорная техника. Схемотехника

Газовая динамика. Пневмоприводы и пневмоавтоматика.

Газовое хозяйство

Гидропневмоавтоматика и приводы

Детали машин

Информатика

Источники напряжения, тока и сигналов. Измерительные приборы

Легкая промышленность. Оборудование и технологии общественного питания.

Медицина. Биоинженерия

Метрология. Технические и электрические измерения

Механика жидкости и газа

Микроскопы

Научное и лабораторное исследовательское оборудование

Начертательная геометрия

Нефть, газ.

Оборудование для мастерских электромонтажа и наладки, производственных практик и технического творчества

Прикладная механика

Радиотехника. Телекоммуникации. Сети ЭВМ

Радиоэлектронная аппаратура и бытовая техника

Робототехника и мехатроника

Сельскохозяйственная техника. Контроль качества сельхозпродуктов

Силовая электроника. Преобразовательная техника

Сопротивление материалов

Симуляторы печатных машин

Станки и прессы с компьютерными системами ЧПУ. CAD/CAM-технологии

Теоретическая механика

Строительство. Строительные машины и технологии

Теория механизмов и машин

Теплотехника. Термодинамика

Технология машиностроения. Обработка материалов

Учебные наглядные пособия

Физика

Химия

Экология

Электрические машины. Электропривод

Электромеханика

Электромонтаж

Электроника и микроэлектроника

Электротехника и основы электроники

Электроэнергетика. Релейная защита. Электроснабжение

Энерго- и ресурсосберегающие технологии

Энергоаудит

Производство

Учебное оборудование от Edibon

Тепло | Определение и факты

Ключевые люди:

Антуан Лавуазье Уильям Томсон, барон Кельвин Генри Кавендиш Сэр Бенджамин Томпсон, граф фон Рамфорд Джеймс Прескотт Джоуль

Похожие темы:

скрытая теплота энтальпия теплопроводность теплоемкость калорийная теория

Просмотреть весь связанный контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

теплота , энергия, которая передается от одного тела к другому в результате разницы температур. Если два тела с разной температурой сблизить, то происходит передача энергии, т. е. тепловые потоки, от более горячего тела к более холодному. Результатом этой передачи энергии обычно, но не всегда, является повышение температуры более холодного тела и понижение температуры более горячего тела. Вещество может поглощать тепло без повышения температуры, переходя из одного физического состояния (или фазы) в другое, например, из твердого состояния в жидкое (плавление), из твердого состояния в пар (возгонка), из жидкости в пар. (кипение) или из одной твердой формы в другую (обычно называется кристаллическим переходом). Важное различие между теплом и температурой (тепло — это форма энергии, а температура — мера количества этой энергии, присутствующей в теле) было прояснено в течение 18 и 19 веков.вв.

Изучите теплопередачу и узнайте разницу между теплом и температурой

Просмотреть все видео к этой статье

Поскольку все многочисленные формы энергии, включая тепло, могут быть преобразованы в работу, количество энергии выражается в единицах работы, например как джоули, фут-фунты, киловатт-часы или калории. Существуют точные соотношения между количеством тепла, присоединяемого к телу или отводимого от него, и величиной воздействия на состояние тела. Двумя наиболее часто используемыми единицами измерения тепла являются калория и британская тепловая единица (БТЕ). Калория (или грамм-калория) — это количество энергии, необходимое для повышения температуры одного грамма воды с 14,5 до 15,5 °C; БТЕ — это количество энергии, необходимое для повышения температуры одного фунта воды с 63 до 64 °F. Одна БТЕ составляет примерно 252 калории. Оба определения указывают, что изменения температуры должны измеряться при постоянном давлении в одну атмосферу, потому что количество задействованной энергии частично зависит от давления. Калория, используемая при измерении содержания энергии в пищевых продуктах, представляет собой большую калорию, или килограмм-калорию, равную 1000 грамм-калориям.

В общем случае количество энергии, необходимое для подъема единицы массы вещества через определенный температурный интервал, называется теплоемкостью или удельной теплоемкостью этого вещества. Количество энергии, необходимое для повышения температуры тела на один градус, варьируется в зависимости от накладываемых ограничений. Если к газу, находящемуся в постоянном объеме, подводится тепло, то количество тепла, необходимое для повышения температуры на один градус, будет меньше, чем если бы тепло подавалось к тому же свободно расширяющемуся газу (как в цилиндре, снабженном подвижным поршнем). ) и так работают. В первом случае вся энергия идет на повышение температуры газа, а во втором случае энергия не только способствует повышению температуры газа, но и дает энергию, необходимую для совершения газом работы над поршень. Следовательно, удельная теплоемкость вещества зависит от этих условий. Наиболее часто определяемыми теплоемкостями являются удельная теплоемкость при постоянном объеме и удельная теплоемкость при постоянном давлении. В 1819 году французские ученые Пьер-Луи Дюлонг и Алексис-Тереза ​​Пети показали, что теплоемкость многих твердых элементов тесно связана с их атомным весом. . Так называемый закон Дюлонга и Пти был полезен при определении атомного веса некоторых металлических элементов, но из него есть много исключений; Позже было обнаружено, что отклонения можно объяснить на основе квантовой механики.

Неправильно говорить о тепле в теле, потому что тепло ограничивается передачей энергии. Энергия, хранящаяся в теле, не является теплом (и не работой, поскольку работа также является энергией в пути). Однако принято говорить о явном и скрытом тепле. Скрытая теплота, также называемая теплотой парообразования, представляет собой количество энергии, необходимое для превращения жидкости в пар при постоянной температуре и давлении. Энергия, необходимая для превращения твердого тела в жидкость, называется теплотой плавления, а теплота сублимации — это энергия, необходимая для непосредственного превращения твердого тела в пар, причем эти превращения также происходят в условиях постоянной температуры и давления.

Викторина «Британника»

Энергия и ископаемое топливо

Воздух представляет собой смесь газов и водяного пара, и вода, содержащаяся в воздухе, может изменять свою фазу; то есть он может стать жидким (дождь) или твердым (снег). Чтобы различать энергию, связанную с фазовым переходом (скрытая теплота), и энергию, необходимую для изменения температуры, было введено понятие явного тепла. В смеси водяного пара и воздуха явная теплота представляет собой энергию, необходимую для получения определенного изменения температуры, исключая любую энергию, необходимую для фазового перехода.

Удельная теплоемкость | Определение и факты

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• В этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Обзор недели
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
• Demystified Videos
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.

• Студенческий портал
  Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.