Door Riti Gupta, bijgewerkt op 24 maart 2022

Het begrijpen van de molaire warmtecapaciteit is essentieel voor thermodynamische berekeningen. Het vertelt je hoeveel energie er nodig is om de temperatuur van één mol van een stof met één graad Celsius of Kelvin te verhogen.

Wat is de molaire warmtecapaciteit?

Molaire warmtecapaciteit (C) wordt gedefinieerd als de hoeveelheid warmte die nodig is om de temperatuur van één mol van een stof met 1K te verhogen:

C = (specific heat) × (molar mass)

Hoe je dit berekent

1. Bepaal de soortelijke warmte van de stof (Jg⁻¹K⁻¹).

2. Vermenigvuldig met de molaire massa (gmol⁻¹).

Dit levert C op in eenheden van Jmol⁻¹K⁻¹.

Voorbeeld:water

Soortelijke warmte van water =4,18Jg⁻¹K⁻¹.

Molaire massa water =18,0 gmol⁻¹.

Daarom C = 4.18 × 18.0 = 75.2 J mol⁻¹ K⁻¹ .

Voorbeeld:methaan (CH₄)

Soortelijke warmte =2,20Jg⁻¹K⁻¹; molaire massa =16,04 gmol⁻¹.

Dus C = 2.20 × 16.04 = 35.3 J mol⁻¹ K⁻¹ .

Molaire warmtecapaciteit gebruiken om warmte-energie te vinden

De warmte (q) die nodig is om de temperatuur te veranderen wordt gegeven door:

q = n C ΔT

• n =aantal mol
• C =molaire warmtecapaciteit (Jmol⁻¹K⁻¹)
• ΔT =temperatuurverandering (K)

Voorbeeld:5mol kwik verwarmen met 10K.

Soortelijke warmte van kwik =27,8 Jmol⁻¹K⁻¹.

q =5mol×27,8Jmol⁻¹K⁻¹×10K =1390J.

De vergelijking omkeren:de hoeveelheid substantie vinden

Als je q, C en ΔT kent, kun je n:

n = q / (C ΔT)

Voorbeeld:Een calciumcarbonaatmonster absorbeert 550 J wanneer de temperatuur 5 K stijgt, waarbij C =82 Jmol⁻¹K⁻¹.

n =550J / (82Jmol⁻¹K⁻¹×5K) =1,34mol.

Met deze vergelijkingen kunt u elk van de vier variabelen (q, n, C, ΔT) bepalen zodra de andere drie bekend zijn.