Sommige chemische reacties geven energie vrij door warmte. Met andere woorden, ze zetten warmte over naar hun omgeving. Deze staan ​​bekend als exotherme reacties - "exo" betekent ontladingen en "thermisch" betekent warmte. Enkele voorbeelden van exotherme reacties zijn onder meer verbranding (verbranding), oxidatiereacties zoals verbranding en neutralisatiereacties tussen zuren en logen. Veel alledaagse artikelen zoals handwarmers en zelfverwarmde blikjes voor koffie en andere warme dranken ondergaan exotherme reacties.

TL; DR (te lang; heeft niet gelezen)

Om de hoeveelheid te berekenen warmte die vrijkomt bij een chemische reactie, gebruik de vergelijking Q = mc ΔT, waarbij Q de warmte-energie is die wordt overgedragen (in joules), m is de massa van de vloeistof die wordt verwarmd (in grammen), c is de specifieke warmtecapaciteit van de vloeistof (joule per gram graden Celsius) en ΔT is de verandering in temperatuur van de vloeistof (graden Celsius).

Verschil tussen warmte en temperatuur

Het is belangrijk om te onthouden dat temperatuur en warmte niet de temperatuur zijn hetzelfde. Temperatuur is een maat voor hoe heet iets is - gemeten in graden Celsius of graden Fahrenheit - terwijl warmte een maat is voor de thermische energie in een voorwerp gemeten in joules. Wanneer warmte-energie wordt overgedragen naar een object, hangt de temperatuurstijging ervan af van de massa van het object, de stof waaruit het object is gemaakt en de hoeveelheid energie die aan het object is overgedragen. Hoe meer warmte-energie naar een object wordt overgebracht, hoe groter de temperatuurstijging.

Specifieke warmtecapaciteit

De specifieke warmtecapaciteit van een stof is de hoeveelheid energie die nodig is om de temperatuur van 1 kg te veranderen van de stof met 1 graad Celsius. Verschillende stoffen hebben verschillende specifieke warmtecapaciteiten, bijvoorbeeld, vloeistof heeft een specifieke warmtecapaciteit van 4181 joule /kg graden C, zuurstof heeft een specifieke warmtecapaciteit van 918 joule /kg graden C en lood heeft een specifieke warmtecapaciteit van 128 joules /kg graden C.

Om de energie te berekenen die nodig is om de temperatuur van een bekende massa van een stof te verhogen, gebruikt u de vergelijking E = m × c × θ, waarbij E de energie is die wordt overgedragen in joules, m is de massa van de stoffen in kg, c is de specifieke warmtecapaciteit in J /kg graden C en θ is de temperatuurverandering in graden C. Bijvoorbeeld om uit te rekenen hoeveel energie moet worden overgedragen om de temperatuur van 3 kg water te verhogen van 40 graden C tot 30 graden C, is de berekening E = 3 × 4181 × (40 - 30), wat het antwoord 125.430 J (125.43 kJ) oplevert.

Berekening van uitgezette warmte

Stel je voor dat 100 cm3 van een zuur werd gemengd met 100 cm3 alkali, dan werd de temperatuur verhoogd van 24 ° C tot 32 ° C. bereken de hoeveelheid warmte die vrijkomt in joules, het eerste wat je doet is de temperatuurverandering berekenen, ΔT (32 - 24 = 8). Vervolgens gebruik je Q = mc ΔT, dwz Q = (100 + 100) x 4,18 x 8. Verdelen van de specifieke warmtecapaciteit van water, 4181 joules /kg graden Celsius met 1000 om het cijfer voor joules /g graden C te krijgen. Het antwoord is 6.688, wat betekent dat er 6688 joules hitte vrijkomt.