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Formule de chaleur de réaction

Le chaleur de réaction aussi connu sous le nom Enthalpie de réaction est la différence de valeur d'enthalpie d'une réaction chimique sous pression constante. C'est l'unité de mesure thermodynamique utilisée pour déterminer la quantité totale d'énergie produite ou libérée par mole lors d'une réaction. En conséquence, la chaleur d’une réaction chimique peut être définie comme la chaleur libérée dans l’environnement ou absorbée pendant que la réaction se produit à pression et température constantes. Le Joule (J) est l'unité utilisée pour mesurer la quantité totale de chaleur reçue ou dégagée.

Dans les réactions chimiques, la chaleur est principalement transférée entre le système réactionnel comme un milieu et l’environnement comme l’autre. Avant et après la transformation chimique, la quantité d’énergie thermique est la même. En d’autres termes, la chaleur acquise ou perdue dans un système réactionnel est équivalente à la chaleur gagnée ou perdue dans l’environnement.



Qu’est-ce que la chaleur de réaction ?

En termes simples, la chaleur d’une réaction est la quantité d’énergie nécessaire pour effectuer la réaction spécifiée ; il est négatif pour les réactions exothermiques et positif pour les réactions endothermiques. Ici, pour une réaction endothermique, ∆H est positif alors que ∆H est négatif pour les réactions qui produisent de la chaleur.

Lorsque la réaction donnée est effectuée à volume constant, la chaleur nécessaire pour affecter la réaction n'est rien d'autre qu'une augmentation de l'énergie interne (∆U) à travers le ∆H/∆U qui sera négative pour une réaction endothermique et positive pour une réaction exothermique.

Formule pour la chaleur de réaction

Q = m × c × ΔT



Où,

  • Q = Chaleur de réaction,
  • m = masse du milieu,
  • c = capacité thermique spécifique du milieu réactionnel,
  • ∆T = différence de température du milieu.

De plus, nous avons également une autre équation telle que :

Chaleur de réaction = ΔH (produits) – ΔH (réactifs)



Où,

  • ΔH = variation du pouvoir calorifique

Exemples résolus sur la formule de chaleur de réaction

Exemple 1 : Calculer le changement de chaleur qui se produit lors de la combustion de l'éthanol lorsqu'une quantité spécifiée de la substance est brûlée dans l'air pour augmenter la température de 28 à 42 degrés Celsius de 200 g d'eau, à condition que l'eau ait une capacité thermique spécifique de 4,2 J. /g.K.

Solution:

Il est donné que,

c = 4,2 Jg-1K-1,

m = 200g,

ΔT = 42 – 28 ,

c'est-à-dire ΔT = 14 °C ou 14 K

Ici, dans la question, il est mentionné qu'une certaine quantité d'éthanol est brûlée afin d'élever la température de l'eau, ce qui implique que la chaleur absorbée par l'eau est dégagée par le processus de combustion de l'éthanol. La quantité de chaleur perdue lors du processus de combustion est égale à la quantité de chaleur gagnée par l’eau.

La quantité de chaleur qui a été modifiée peut être déterminée à l'aide de la formule,

Q = m × c × ΔT

Q = 200 × 4,2 × 14

Ainsi, Q = 11 760 J

Exemple 2 : Lorsque le chlorure de sodium est dissous dans 100 g d'eau à 25 °C, la solution résultante a une température de 21 °C après une agitation appropriée. Si la capacité thermique spécifique de la solution est supposée être de 4,18 J/g°C, calculez le changement de chaleur pendant le processus de dissolution.

Solution:

Ici, il est donné que,

c = 4,18 J/g°C,

m = 100g,

ΔT = 25 – 21,

c'est-à-dire ΔT = 4 K

Le processus entraîne une baisse de température, indiquant que la dissolution du sel a tendance à absorber la chaleur du système. Puisque la chaleur perdue par l’eau est la même que la chaleur absorbée par le sel,

Nous avons,

Q = m × c × ΔT

Q = 100 × 4,18 × 4

Ainsi, Q = 1672 J

Exemple 3 : Lorsque 240 grammes de fer refroidissent de 90 °Celsius à 25 °Celsius, quelle quantité de chaleur est libérée ? (Donné : c = 0,452 J / g °C).

Solution:

java analyser la chaîne en int

Nous avons,

m = 240g,

Capacité thermique spécifique du Fer (c) = 0,452 J / g°C,

ΔT = Température finale – Température initiale = 25 – 90 = -65 °Celsius

Nous avons la formule,

Q = m × c × ΔT

En mettant les valeurs données dans l'équation ci-dessus, nous obtenons,

Q = 240 × 0,452 × (-65)

par conséquent, Q = -7051,2 J

c'est-à-dire Q = -7,05 KJ

Ainsi, 7,05 KJ la chaleur est libérée lorsque le processus a lieu.

Exemple 4 : Avec 650 KJ d'énergie, quelle quantité de carbone peut être chauffée de 20 °C à 100 °C ? (Donné : c = 4,184 J / g °C)

Solution:

Ici, on nous donne,

c = 4,184 J/g degrés C,

q = 650 KJ = 650 000 J

ΔT = 100 – 20 = 80 degrés Celsius

On nous demande de trouver la masse (m) donc nous avons la formule,

Q = m × c × ΔT

l'équation ci-dessus nous donnera,

m = Q / (c × ΔT)

en mettant les valeurs données dans l'équation ci-dessus, nous obtiendrons la masse réelle de carbone requise,

m = 650 000 / (4,184 × 80)

m = 1941,9 g

c'est-à-dire m = 194 kg

Exemple 5 : Quelle est la capacité thermique spécifique de 60 grammes d'une substance qui chauffe de 30°C à 40°C lorsque 968 J d'énergie ont été ajoutés ?

Solution:

Il est donné dans la question que,

m = 60g

ΔT = 40 – 30 = 10 degrés Celsius

tableau de retour Java

q = 968 Joules

Nous devons trouver la capacité thermique spécifique ( c ) nous avons donc la formule,

Q = m × c × ΔT

l'équation ci-dessus nous donnera,

c = Q / (m × ΔT)

en mettant les valeurs données dans l'équation ci-dessus, nous obtiendrons,

c = 968 / (50 × 10)

c = 1,936 J/g°C

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