化学概論

用語

• コーヒーカップ熱量計定圧熱量計の例です。
• 断熱熱エネルギーの伝達を許さず、完全に絶縁されています。
• 定圧熱量圧力が一定のままである溶液中で起こる反応のエンタルピーの変化を測定する。

定圧熱量計

定圧熱量計は、液体溶液中で発生する反応のエンタルピーの変化を測定します。 その場合、溶液の上の気体圧力は一定のままであり、反応は一定の圧力の条件下で起こっていると言う。 反応が起こるために溶液に/から伝達される熱はエンタルピーの変化（\Delta H=Q_P）に等しく、定圧熱量計はこの反応熱を測定する。 これとは対照的に、爆弾熱量計の体積は一定であるため、圧力-体積の仕事はなく、測定された熱は内部エネルギーの変化に関連しています（\Delta U=q_v）。

定圧熱量計の簡単な例は、二つのネストされた発泡スチロールカップと二つの穴を持つ蓋から構成されたコーヒーカップ熱量計であり、温度計と攪拌棒 内側のカップは、反応からの熱を吸収する既知の量の液体、通常は水を保持する。 外のコップは熱をものは何でも吸収しないことを意味する完全に断熱的であると仮定される。 このように、外のコップは完全な絶縁体であると仮定されます。

比熱の計算

定圧熱量測定実験中に収集されたデータを使用して、未知の物質の熱容量を計算することができます。 熱（q）、比熱容量（C）、および観測された温度の変化（\Delta T）に関する式はすでに知っています。

q=mC\Delta T

ここで、この式を使用して物質の比熱容量を計算する

例1

学生は、未知の金属の5.0gのサンプルを207^\circ cの温度に加熱し、36.0gの水を含むコーヒーカップ熱量計に25.0^\circ cのサンプルを滴下します。 熱平衡が確立された後、熱量計内の水の最終温度は26である。0^\circC. 未知の金属の比熱は何ですか？ （水の比熱は4.18\frac{J}{g^\circ C}です）

コーヒーカップ熱量計の壁は完全に断熱的であると仮定されているので、金属からのすべての熱が水に伝達されたと仮定することができます。

-q_{metal}=q_{water}

上の式を代入すると、

-m_{metal}c_{Metal}\delta t_{Metal}=M_{Water}C_{Water}\Delta t_{water}

次に、既知の値をプラグインできます:

-(5.0\;g）C_{金属}（26.0^\circ C-207^\circ C）=（36.0\;g）（4.18）（26.0^\circ C-207^\circ C）=（36.0\;g）（4.18\; c_{metal}を解くと、

c_{metal}=0.166\;\frac{J}{g^\circ C}

未知の金属の比熱容量は0.166\frac{J}{g^\circ c}

0.166\frac{J}{g^\circ c}

c_{metal}の比熱は0.166\frac{J}{g^\circ c}

c_{metal}の比熱容量は0.166\frac{J}{g^\circ c}

c_{metal}の比熱容量は0.166\frac{J}{g^\circ c}

c_{metal}の比circc}。

例2

反応H+(aq)+OH–(aq)→H2O(l)の標準エンタルピーを決定するために、HClとNaOHの0.1M溶液の等量を25℃で最初に組み合わせることができます。

このプロセスは発熱性であり、その結果、一定量の熱qPが溶液中に放出される。 溶液の各グラムに放出される熱のジュール数は、温度の上昇と水の比熱容量の積から計算される（溶液がその比熱容量が純水の比熱容量と同じになるように十分に希釈されていると仮定する）。 次に、結果に溶液の質量を掛けることによって、伝達された熱の総量を計算することができる。

\Delta H=q_p=m_{sol’n}C_{water}\Delta T_{sol’n}

このプロセスは一定の圧力で行われるため、Δ H=qPであることに注意してください。