1. 量热计的热容量的物理意义怎样理解如何确定
比热容的定义为:单位质量物质的热容量,即使单位质量物体改变单位温度时的吸收或释放的内能.
比热容的计算公式是能量Q=cmt
c——比热容 水的比热容是4.2*10^3焦耳每千克摄氏度
m——质量
t——温度的变化(不论温度升高还是降低永远取绝对值)
如果温度升高就是吸热 温度降低就是放热
每种物体的比热容都不一样,有比热容表.
水的比热是4.2×10^3焦/(千克× ℃),表示质量是1千克的水,温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量是4.2×10^3焦.
空气的比热:常温的话就是25+273=298;
其它温度下就应该是:空气温度T+273=?
解释
比热(0specific heat)是比热容的简称。
单位质量的某种物质,温度降低1℃或升高1℃所吸收或放出的热量,叫做这种物质的比热容。
更严格的定义,参见词条比热容。
燃气的比热可以分为定压比热和定容比热。保持燃气的容积不变的吸热(或放热)过程时的比热为定容比热,保持燃气压力不变时的吸热(或放热)过程时的比热为定压比热。
单位
比热的单位是复合单位。
在国际单位制中,能量、功、热量的单位统一用焦耳,温度的单位是开尔文,因此比热容的单位为J/(kg·K)。
常用单位:kJ/(kg·℃)、cal/(kg·℃)、kcal/(kg·℃)等。
比热表:常见物质的比热容
物质 比热容c
水 4.2
酒精 2.4
煤油 2.1
冰 2.1
蓖麻油 1.8
砂石 0.92
铝 0.88
干泥土 0.84
铁、钢 0.46
铜 0.39
汞 0.14
铅 0.13
对表中数值的解释:
(1)比热此表中单位为kJ/(kg·℃);
(2)水的比热较大,金属的比热更小一些;
(3)c铝>c铁>c钢>c铅 (c铅<c铁<c钢<c铝)。
补充说明:
⒈不同的物质有不同的比热,比热是物质的一种特性;
⒉同一物质的比热一般不随质量、形状的变化而变化,如一杯水与一桶水,它们的比热相同;
⒊对同一物质、比热值与物体的状态有关,同一物质在同一状态下的比热是一定的,但在不同的状态时,比热是不相同的,如,水的比热与冰的比热不同。
⒋在温度改变时,比热容也有很小的变化,但一般情况下忽略。比热容表中所给的数值都是这些物质的平均值。
⒌气体的比热容和气体的热膨胀有密切关系,在体积恒定与压强恒定时不同,故有定容比热容和定压比热容两个概念。但对固体和液体,二者差别很小,一般就不再加以区分。
与比热相关的热量计算公式:Q=cmΔt 即Q吸(放)=cm(t-t1) 其中c为比热,m为质量,t为末温,t1为初温,Q为能量。 吸热时为Q=cmΔt升(用实际升高温度减物体初温),放热时为Q=cmΔt降(用实际初温减降后温度)。或者Q=cmΔt=cm(t末-t初),Q>0时为吸热,Q<0时为放热。
(涉及到物态变化时的热量计算不能直接用Q=cmΔt,因为不同物质的比热容一般不同,发生物态变化后,物质的比热容变化了。)
应用
①水的比热较大,对于气候的变化有显着的影响。在同样受热或冷却的情况下,水的温度变化小一些,水的这个特征对气候影响很大,白天沿海地区比内陆地区温升慢,夜晚沿海温度降低少,为此一天中沿海地区温度变化小,内陆温度变化大,一年之中夏季内陆比沿海炎热,冬季内陆比沿海寒冷。
2. 热值的物理意义是什么
热值的物理意义是:1kg燃料完全燃烧释放的热量。
在燃料化学中,表示燃料质量的一种重要指标。单位质量(或体积)的燃料完全燃烧时所放出的热量。通常用热量计(卡计)测定或由燃料分析结果算出。有高热值(higher calorific value)和低热值(lower calorific value)两种。前者是燃料的燃烧热和水蒸气的冷凝热的总数,即燃料完全燃烧时所放出的总热量。
计算公式
固体或液体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式:Q放=mq气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式:Q=VqQ表示热量(J),q表示热值(J/kg ),m表示固体燃料的质量(kg),V表示气体燃料的体积(m³)。
3. 量热的基本原理是什么
工作原理
将一定量的试样置于密封的氧弹中,在充足的氧气条件下,令试样完全燃烧,燃烧所放出的热量被氧弹及其周围的一定量的水(内筒水)吸收,水的温升与试样燃烧释放的热量成正比。在规定的条件下预先标定出量热仪的热容量。要测定发热量时,只要严格按照标定热容量的条件进行试验,并准确测定出试样燃烧后内筒水的温升值,采用科学的方法,即可计算出试样的发热量。
在恒温式量热系统中,由于外筒水和室温之间和内筒与外筒之间实际存在着热交换,给发热量的精确计算带来了麻烦。因此,为了校正由热交换引起的计算误差,在建立发热量计算数学模型时引入丁冷却系数K和综合常数A。K和A可通过对仪器进行标定计算得出。中科三博官方网站有详细资料。
量热仪使用说明:将一定量的试样置于密封的氧弹中,在充足的氧气条件下,令试样完全燃烧,燃烧所放出的热量被氧弹及其周围的一定量的水(内筒水)吸收,水的温升与试样燃烧释放的热量成正比。在规定的条件下预先标定出量热仪的热容量。要测定发热量时,只要严格按照标定热容量的条件进行试验,并准确测定出试样燃烧后内筒水的温升值,采用科学的方法,即可计算出试样的发热量。
在恒温式量热系统中,由于外筒水和室温之间和内筒与外筒之间实际存在着热交换,给发热量的精确计算带来了麻烦。因此,为了校正由热交换引起的计算误差,在建立发热量计算数学模型时引入丁冷却系数K和综合常数A。K和A可通过对仪器进行标定计算得出。
4. 量热器常数K的物理意义是什么
温度每升高1摄氏度,量热器所吸收的热量。
5. 求量热计常数的方法
是物化实验吗?常数是先由一组已知恒容燃烧热的物质测量得出,-Qva-qb=K△T利用这个式子,Qv是已知物质的恒容燃烧热,a是物质质量,q是镍铬丝燃烧热,b是镍铬丝质量,△T是主期温升与校正值的和。就可以求出k了。爪机打字不容易,你懂的~
6. 量热计是什么
量热计也称量热仪、量热器或者卡计,是一种测量突袭发生物理的或化学的过程效应的仪器,例如,用于测定物质的热容及各种反应热(如中和热,燃料与食物的燃烧值、有机化合物的燃烧热)等
量热计结构主要可以分为外筒、内筒、温度计和搅拌器。
外筒主要起到保温作用。
内筒直接充当反应容器。
温度计用来测量反应的温度变化。
搅拌器用来使得反应物混合均匀,提高温度测量的准确性和反应的完全性。
7. 怎样计算中和热
1、通电所产生的热量使量热计温度上升ΔT1,由焦耳一楞次定律可得:Q=UIt=KΔT1。
式中:Q为通电所产生的热量(J):I为电流强度(A):U为电压(V):t为通电时间(s);ΔT1为通电使温度升高的数值(℃);K为量热计常数其物理意义是量热计每升高1℃所需之热量。它是由杜瓦瓶以及其中仪器和试剂的质量和比热所决定的。当使用某一固定量热计时,K为常数。由上式可得: K=UIt/ΔT1(平均值)代入上式,求出量热计常数K。
2、中和热的计算:反应的摩尔热效应可表示为:ΔH =-KΔT×1000/cV。
式中:c为溶液的浓度:V为溶液的体积(mL): ΔT为体系的温度升高值。
利用上式,将K及ΔT2及ΔT3(平均值)代入,分别求出强酸、弱酸与强碱中和反应的摩尔热效应ΔH中和和ΔH。利用盖斯定律求出弱酸分子的摩尔离解热ΔH解离,即:ΔH解离=ΔH-ΔH中和。
8. 化学反应与能量 怎样懂
1.化学反应中的能量变化 化学反应中的能量变化,通常表现为热量的变化。探讨化学反应放热、吸热的本质时,要注意四点:①化学反应的特点是有新物质生成,新物质和反应物的总能量是不同的,这是因为各物质所具有的能量是不同的(化学反应的实质就是旧化学键断裂和新化学键的生成,而旧化学键断裂所吸收的能量与新化学键所释放的能量不同导致发生了能量的变化);②反应中能量守恒实质是生成新化学键所释放的能量大于旧化学键断裂的能量而转化成其他能量的形式释放出来;③如果反应物所具有的总能量高于生成的总能量,则在反应中会有一部分能量转变为热能的形式释放,这就是放热反应,反之则是吸热反应;④可用图象来表示。 热变 2.燃烧热和中和热 ⑴燃烧热:在101kPa时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。 ⑵中和热:在稀溶液中,酸和碱发生中和反应生成1mol水时的反应热。 3.物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系。 2 方程式 书写 .热化学反应方程式的书写 ⑴△H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边,用“;”隔开。若为放热反应,△H为“-”;若为吸热反应,△H为“+”。△H的单位为kJ/mol。 ⑵反应热△H与测定条件(如温度、压强等)有关。所以书写热化学反应方程式的时候,应该注意标明△H的测定条件。 ⑶必须标注物质的聚集状态(s(固体)、l(液体)、g(气体)才能完整的书写出热化学反应方程式的意义。方程式中不用“↑”、“↓”、“→”这些符号,而用"="来表示。 盖斯定律 2.盖斯定律 化学反应的反应热只与反应的初始状态有关和终极状态有关,而与反应的途径无关。 3 测定 实验目的 1.掌握中和热的测定方法; 2.通过中和热的测定,计算弱酸的离解热。 二、实验原理 一摩尔的一元强酸溶液与一摩尔的一元强碱溶液混合时,所产生的热效应是不随着酸或碱的种类而改变的,因为这里所研究的体系中各组分是全部电离的。因此,热化学方程式可用离子方程式表示: H+OH=H20 ΔH中和=一57.36kJ·mol 上式可作为强酸与强碱中和反应的通式的的的。由此还可以看出,这一类中和反应与酸的阴离子或碱的阳离子并无关系。 若以强碱(NaOH)中和弱酸(CH3COOH)时,则与上述强酸、强碱的中和反应不同。因为在中和反应之前,首先是弱酸进行解离,其反应为: CH3COOH =H+CH3COOΔH解离 H+OH=H20 ΔH中和 总反应:CH3COOH+OH=H20+CH3COO ΔH 由此可见,ΔH是弱酸与强碱中和反应总的热效应,它包括中和热和解离热两部分。根据盖斯定律可知,如果测得这一反应中的热效应ΔH以及ΔH中和,就可以通过计算求出弱酸的解离热ΔH解离。 仪器试剂 数字式贝克曼温度计; 杜瓦瓶; 量筒; 秒表; 双路可跟踪直流稳定电源; 浓度各为1.0mol的NaOH、HCI和CH3COOH溶液。 操作步骤 1、实验准备 清洗仪器。打开数字式贝克曼温度计,预热5分钟。调节基温选择按钮至20~C,按下温度/温差按键,使表盘显示温差读数(精确至0.001℃)。打开直流稳压电源,调节电压10.0V。连接稳压直流电源与量热计。 2.量热计常数的测定 用量筒量取500ml蒸馏水注入用净布或滤纸擦净的杜瓦瓶中,轻轻塞紧瓶塞。接通电源,调节旋钮记下10.0V时电流读数。均匀搅拌4分钟。然后,切断电源,每分钟记录一次贝克曼温度计的读数,记录10分钟。读第10个数的同时,接通电源,并连续记录温度。在通电过程中,电流、电压必须保持恒定(随时观察电流表与电压表,若有变化必须马上调节到原来指定值)。记录电流、电压值。通电4分钟后,停止通电。继续搅拌及每隔一分钟记录一次水温,测量10分钟为止。用作图法确定由通电而引起的温度变化ΔT1。按上述操作方法重复两次,取其平均值。 3、中和热的测定 取50ml 1mol.lNaOH溶液注入碱贮存器中。用量筒量取400ml蒸馏水注入用净布或滤纸擦挣的杜瓦瓶中,然后加入50ml 1mol.lHCl溶液。轻轻塞紧瓶塞,用搅拌器均匀搅拌,并记录温度(每分钟一次)。计10个数后,将碱贮存器稍稍提起,用玻璃棒将胶塞捅掉(不要用力过猛,以免玻璃棒碰破杜瓦瓶之内壁而损害仪器)。捅掉胶塞后,即将碱贮存器上下移动两次,使碱液全部流出。此后不断搅拌,并继续每隔一分钟记录一次温度。待温度变化缓慢后,再记录10分钟就停止测定。用作图法确定ΔT2。按上述方法重复两次,取其平均值。 4.表观中和热的测定 用CH3COOH代替HCI,重复上述操作,求ΔT3。 5.实验结束 断水、断电,清洗仪器,清理实验桌。 五、数据记录和处理 1.温度变化的校正一雷诺曲线法图中凸点相当于开始通电加热或开始反应之点,c点为观察到的最高温度读数点,由于杜瓦瓶和外界的热量交换,曲线ab及cd经常发生倾斜。EE'表示环境辐射进来的热量所造成量热计温度的升高,必须扣除。FF'表示量热计向环境辐射出热量而造成量热计温度的降低,必须加入。因此作图确定出ΔT1、ΔT2、ΔT3 注意:此法校正时,体系温度与外界温度最好不超过2~3℃,否则会引进误差。 2.量热计常数的计算 由实验可知,通电所产生的热量使量热计温度上升ΔT1,由焦耳一楞次定律可得: Q=UIt=KΔT1。 式中:Q为通电所产生的热量(J):I为电流强度(A):U为电压(V):t为通电时间(s);ΔT1为通电使温度升高的数值(℃);K为量热计常数其物理意义是量热计每升高1℃所需之热量。它是由杜瓦瓶以及其中仪器和试剂的质量和比热所决定的。当使用某一固定量热计时,K为常数。由上式可得: K=UIt/ΔT1(平均值)代入上式,求出量热计常数K。 3.中和热的计算 反应的摩尔热效应可表示为:ΔH =-KΔT×1000/cV 式中:c为溶液的浓度:V为溶液的体积(mL):ΔT为体系的温度升高值。 利用上式,将K及ΔT2及ΔT3(平均值)代入,分别求出强酸、弱酸与强碱中和反应的摩尔热效应ΔH中和和ΔH。利用盖斯定律求出弱酸分子的摩尔离解热ΔH解离,即: ΔH解离=ΔH-ΔH中和 4 吸放过程 吸热反应 ⒈常见吸热反应: ①盐类的水解 ②弱电解质的电离 ③大多数分解反应 ④2个特殊的化合反应 N2+O2=放电=2NO CO2+C=高温=2CO ⑤两个特殊的置换反应 C(s)+H2O(g)=高温=CO(g)+H2(g) CuO(s)+H2(g)=高温=Cu(s)+H2O(g) ⑥Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应 ⑦硝酸铵的溶解(物理变化,吸热现象) 放热反应 ⒉常见放热反应 ①燃烧 ②中和反应 ③金属与酸或水的反应 ④一般的化合反应(除上述2个特例) 重点讨论的三个平衡:N2、H2合成NH3、SO2催化氧化生成SO3、NO2二聚为N2O4均为放热反应 ⑤一般的置换反应(除上述两个特例) ⑥碱性氧化物(如Na2O、K2O)、强碱溶于水 ⑦浓硫酸的稀释(物理变化,放热现象) ⑧大多数氧化
9. 化学反应能量变化的测定
实验目的
1.掌握中和热的测定方法;
2.通过中和热的测定,计算弱酸的离解热。
二、实验原理
一摩尔的一元强酸溶液与一摩尔的一元强碱溶液混合时,所产生的热效应是不随着酸或碱的种类而改变的,因为这里所研究的体系中各组分是全部电离的。因此,热化学方程式可用离子方程式表示:
H+OH=H20 ΔH中和=一57.36kJ·mol
上式可作为强酸与强碱中和反应的通式的的的。由此还可以看出,这一类中和反应与酸的阴离子或碱的阳离子并无关系。
若以强碱(NaOH)中和弱酸(CH3COOH)时,则与上述强酸、强碱的中和反应不同。因为在中和反应之前,首先是弱酸进行解离,其反应为:
CH3COOH =H+CH3COOΔH解离
H+OH=H20 ΔH中和
总反应:CH3COOH+OH=H20+CH3COO ΔH
由此可见,ΔH是弱酸与强碱中和反应总的热效应,它包括中和热和解离热两部分。根据盖斯定律可知,如果测得这一反应中的热效应ΔH以及ΔH中和,就可以通过计算求出弱酸的解离热ΔH解离。 1、实验准备
清洗仪器。打开数字式贝克曼温度计,预热5分钟。调节基温选择按钮至20~C,按下温度/温差按键,使表盘显示温差读数(精确至0.001℃)。打开直流稳压电源,调节电压10.0V。连接稳压直流电源与量热计。
2.量热计常数的测定
用量筒量取500ml蒸馏水注入用净布或滤纸擦净的杜瓦瓶中,轻轻塞紧瓶塞。接通电源,调节旋钮记下10.0V时电流读数。均匀搅拌4分钟。然后,切断电源,每分钟记录一次贝克曼温度计的读数,记录10分钟。读第10个数的同时,接通电源,并连续记录温度。在通电过程中,电流、电压必须保持恒定(随时观察电流表与电压表,若有变化必须马上调节到原来指定值)。记录电流、电压值。通电4分钟后,停止通电。继续搅拌及每隔一分钟记录一次水温,测量10分钟为止。用作图法确定由通电而引起的温度变化ΔT1。按上述操作方法重复两次,取其平均值。
3、中和热的测定
取50ml 1mol.lNaOH溶液注入碱贮存器中。用量筒量取400ml蒸馏水注入用净布或滤纸擦挣的杜瓦瓶中,然后加入50ml 1mol.lHCl溶液。轻轻塞紧瓶塞,用搅拌器均匀搅拌,并记录温度(每分钟一次)。计10个数后,将碱贮存器稍稍提起,用玻璃棒将胶塞捅掉(不要用力过猛,以免玻璃棒碰破杜瓦瓶之内壁而损害仪器)。捅掉胶塞后,即将碱贮存器上下移动两次,使碱液全部流出。此后不断搅拌,并继续每隔一分钟记录一次温度。待温度变化缓慢后,再记录10分钟就停止测定。用作图法确定ΔT2。按上述方法重复两次,取其平均值。
4.表观中和热的测定
用CH3COOH代替HCI,重复上述操作,求ΔT3。
5.实验结束
断水、断电,清洗仪器,清理实验桌。
五、数据记录和处理
1.温度变化的校正一雷诺曲线法
图中凸点相当于开始通电加热或开始反
应之点,c点为观察到的最高温度读数
点,由于杜瓦瓶和外界的热量交换,曲
线ab及cd经常发生倾斜。EE'表示环境
辐射进来的热量所造成量热计温度的升
高,必须扣除。FF'表示量热计向环境辐
射出热量而造成量热计温度的降低,必
须加入。因此作图确定出ΔT1、ΔT2、ΔT3
注意:此法校正时,体系温度与外界温度最好不超过2~3℃,否则会引进误差。
2.量热计常数的计算
由实验可知,通电所产生的热量使量热计温度上升ΔT1,由焦耳一楞次定律可得:
Q=UIt=KΔT1。
式中:Q为通电所产生的热量(J):I为电流强度(A):U为电压(V):t为通电时间(s);ΔT1为通电使温度升高的数值(℃);K为量热计常数其物理意义是量热计每升高1℃所需之热量。它是由杜瓦瓶以及其中仪器和试剂的质量和比热所决定的。当使用某一固定量热计时,K为常数。由上式可得: K=UIt/ΔT1(平均值)代入上式,求出量热计常数K。
3.中和热的计算
反应的摩尔热效应可表示为:ΔH =-KΔT×1000/cV
式中:c为溶液的浓度:V为溶液的体积(mL): ΔT为体系的温度升高值。
利用上式,将K及ΔT2及ΔT3(平均值)代入,分别求出强酸、弱酸与强碱中和反应的摩尔热效应ΔH中和和ΔH。利用盖斯定律求出弱酸分子的摩尔离解热ΔH解离,即:
ΔH解离=ΔH-ΔH中和
10. 热力学常数有哪些,分别的物理化学意义是什么
1、热力学常数R
理想气体状态方程:pV=nRT
已知标准状况下,1mol理想气体的体积约为22.4Lp=101325Pa,T=273.15K,n=1mol,V=22.4L=0.0224m^3 R=8.314,单位J/(mol*K)
2、阿伏伽德罗常数
在物理学和化学中,阿伏伽德罗常数(符号:NA或L)的定义是一个比值,是一个样本中所含的基本单元数(一般为原子或分子)N,与它所含的物质量n(单位为摩尔)间的比值,公式为NA=N/n。因此,它是联系一种粒子的摩尔质量(即一摩尔时的质量),及其质量间的比例常数。阿伏伽德罗常数用于代表一摩尔物质所含的基本单元(如分子或原子)之数量,而它的数值为:6.02x10^23/mol
3、玻尔兹曼常量
玻尔兹曼常量是热力学的一个基本常量,记为“K”,数值为:K=1.3806505×10^-23J/K,玻尔兹曼常量可以推导得到,理想气体常数R等于玻尔兹曼常数乘以阿伏伽德罗常数。