Chimica per non-magistrati

Calcoli di calore specifico

  • Esegui i calcoli di calore specifico.

L'acqua ha una capacità termica molto alta, il che la rende utile per i radiatori

L’acqua ha un’alta capacità di assorbire calore?

Sì. Nel radiatore di un’auto, serve a mantenere il motore più freddo di quanto altrimenti funzionerebbe. (Nella foto sopra, il radiatore è l’oggetto nero a sinistra). Mentre l’acqua circola nel motore, assorbe il calore dal blocco motore. Quando passa attraverso il radiatore, la ventola di raffreddamento e l’esposizione all’ambiente esterno permettono all’acqua di raffreddarsi un po’ prima di fare un altro passaggio attraverso il motore.

Calcoli di calore specifico

Il calore specifico di una sostanza può essere usato per calcolare il cambiamento di temperatura che una data sostanza subirà quando viene riscaldata o raffreddata. L’equazione che mette in relazione il calore (q) con il calore specifico (c_p) , la massa (m) e la variazione di temperatura (Delta{T}) è mostrata qui sotto.

q=c_p volte m volte Delta{T}

Il calore che viene assorbito o rilasciato si misura in joule. La massa è misurata in grammi. La variazione di temperatura è data da Delta{T}= T_f - T_i , dove T_f è la temperatura finale e T_i è la temperatura iniziale.

Problema esemplificativo: calcolare il calore specifico

Un pezzo di cadmio metallico di 15,0 g assorbe 134 J di calore mentre passa da 24,0°C a 62,7°C. Calcola il calore specifico del cadmio.

Step 1: Elenca le quantità note e pianifica il problema.

Note

  • calore = q = 134 J
  • massa = m = 15.0 g
  • Delta{text{T}} = 62.7^circ text{C} - 24.0^circ text{C} = 38.7^circ text{C}

Sconosciuto

  • c_p text{di cadmio}= ? text{J}/ text{g}^circ text{C}

L’equazione del calore specifico può essere riformulata per risolvere il calore specifico.

Step 2: Risolvere .

c_p=frac{q}{m volte Delta{T}}=frac{134 text{ J}}{15.0 text{ g} per 38.7^circ text{C}}=0.231 text{ J/g}^circ text{C}

Step 3: Pensa al tuo risultato .

Il calore specifico del cadmio, un metallo, è abbastanza vicino ai calori specifici degli altri metalli. Il risultato ha tre cifre significative.

Siccome la maggior parte dei calori specifici sono noti, possono essere usati per determinare la temperatura finale raggiunta da una sostanza quando viene riscaldata o raffreddata. Supponiamo che un campione di acqua di 60,0 g a 23,52°C sia stato raffreddato dalla rimozione di 813 J di calore. La variazione di temperatura può essere calcolata usando l’equazione del calore specifico.

Delta{T}=frac{q}{c_p volte m}=frac{813 text{ J}}{4.18 text{ J/g}^circ text{C} per 60.0 text{ g}}=3.24^circ text{C}

Da quando l’acqua è stata raffreddata, la temperatura diminuisce. La temperatura finale è:

T_f=23.52^circ text{C} - 3.24^circ text{C}=20.28^circ text{C}

Sommario

  • Sono illustrati i calcoli del calore specifico.

Pratica

Lavora i problemi al link sottostante:

http://www.sciencebugz.com/chemistry/chprbspheat.htm

Rassegna

Domande

  1. Materiali diversi hanno diversi calori specifici?
  2. Come influisce la massa sul calore assorbito?
  3. Se conosciamo il calore specifico di un materiale, possiamo determinare quanto calore viene rilasciato in una data serie di circostanze?
  • Calore specifico: La quantità di energia necessaria per aumentare la temperatura di 1 grammo della sostanza di 1°C.

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