Chemische Energetik, Reaktionswärme bestimmen mit Kalorimeter?
Mir liegt folgende Rechnung vor, zur Bestimmung einer Reaktionswärme:
Also, warum einmal mit Ck und einmal ohne? Der Ausgang ist doch Q = -Q, also das selbe nur mit "-"
2. Das rote hat oben ein "-".
3. Ich will ja die Reaktionswärme bestimmen, warum rechne ich dann die Wärmekapazität des Kalorimeters aus? Ich könnte doch einfach die grüne Formel nutzen.
2 Antworten
Energieerhaltungssatz
Ezu=Eab hier Ezu =zugeführte Energie und Eab =abgeführte Energie
t1<tm
Ezu=Ek+Ew=ck*(tm*t1)+cw*mw*(tm-t1)=Eab
Dem Kalirometer und den Wasser wird Energie zugeführt!
tm Mischtemperatur nach der Reaktion
t1 temperatur des Wassers und des Kalirometers vor der Reaktion
cw spezifische Wärmekapazität des Wassers
ck Wärmekapazität des Kalorimeteres
weiter weiß ich auch nicht,kenne den Versuch nicht genau.
Das Kalorimeter besteht aus verschiedenen Materialien und ist insbesondere wärmeisoliert.
Welcher Teil seiner Masse nun am Wärmeaustausch (merklich) teilnimmt, ist nicht ohne Weiteres bekannt, deshalb nimmt man (sinnvollerweise) seine "absolute" Wärmekapazität.
Wenn man nur mit Wasser oder wässrigen Lösungen arbeitet, kann man natürlich auch das "Wasseräquivalent" des Kalorimeters nehmen, und soweit ich weiß, hat man das historisch auch so gemacht. Dann kann man die grün umrandete Formel verwenden.
Aber mir sieht es hier so aus, als würde hier das Kalorimeter kalibriert ("geeicht"), d. h. seine Wärmekapazität bestimmt, indem Wasser einer bekannten Temperatur hineingegeben wird.
(Die rot und grün umrahmten Teile sind Terme und keine Gleichungen, können also nicht für sich allein auftreten.)
Der ganz oben grün umrandete Term und der rechts daneben stehende Term sind die ganz allgemeinen Formeln für die Wärme, die zu einer bestimmten Temperaturänderung führt.
Der obere rot umrandete Term entsteht durch Einsetzen
erstens der kombinierten Wärmekapazität von Kalorimeter und Wasser
und zweitens der Gleichung ganz oben rechts.
Der rot umrandete Term weiter unten entsteht aus dem obeen rot umrandeten Term durch Einsetzen von Δθ für das Kalorimeter (inkl. dem schon darin vorhandenen Wasser).
Der grün umrandete Term weiter unten entsteht aus deom oben grün umrandeten Term durch Einsetzen der Werte für das zugefügte Wasser (m, c, Δθ).
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Der rot umrandete Term weiter unten bedeutet die Wärme, die das Kalorimeter aufnimmt.
Der grün umrandete Term weiter unten bedeutet die Wärme, die das zugefügte Wasser abgibt.
(Weil man immer vom jeweiligen System aus betrachtet, bedeutet "Wärme aufnehmen" positives Vorzeichen und "Wärme abgeben" negatives Vorzeichen.)
Weil das Kalorimeter so aufgebaut ist, dass möglichst keine Wärme ans Labor abgegeben (oder vom Labor aufgenommen) wird, muss die Wärme, die von dem einen Teil abgegeben wird, vollständig vom anderen Teil aufgenommen werden und umgekehrt. Deshalb setzt man die beiden Terme gleich.
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Den rot umrandeten Term weiter unten auf der linken Seite der Gleichung nimmst du immer, wenn du es mit einem Kalorimeter zu tun hast.
Was du auf der rechten Seite verwendest, hängt von der Aufgabenstellung ab. Diesen grün umrandeten Term nimmst du für Wasser.
Wenn du Öl hineingießt, musst du c_öl und m_öl statt c_w und m_w auf der rechten Seite nehmen.
Wenn du einen heißen Nagel hineinlegst, musst du c_eisen und m_eisen nehmen.
Wenn du einen Würfel aus einem unbekannten Metall nimmst und nur die gesamte Wärmekapazität brauchst, nimmst du
(rot umrandeter Term) = C_würfel * (θ_misch - θ_2)
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Wenn das Kalorimeter einmal kalibirert ("geeicht") ist, nimmt man es normalerweise, um Ausgangstemperaturen oder Wärmekapazitäten zu messen. Dafür stellt man die Gleichung dann nach der jeweils gesuchten Größe um.
Danke, habs verstanden :) Was anders:
Wenn Die Teilchananzahl zunimmt, dann nimmt die Entropie ab und die Ordnung zu, oder?
Im Gegenteil.
Entropie ist eine "extensive" Größe, also eine Größe, die proportional zur Systemgröße ist.
Genau, wir haben mit Wasser die Wärmekapazität bestimmt.
Aber warum setzte ich die rote Formel gleich der Grünen?
Und um Q anderer Stoffe auszurechnen, muss ich dann die Rote nehmen?