Теплота сгорания
Теплота сгорания — это количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании одного моля вещества в кислороде. Для большинства горючих веществ это величина, связанная с экзотермической реакцией: энергия выделяется в окружающую среду.
Полное сгорание означает, что углерод органического вещества превращается в \(\mathrm{CO_2}\), водород — в \(\mathrm{H_2O}\), а другие элементы переходят в соответствующие продукты полного окисления. Точное агрегатное состояние воды и других веществ указывают в термохимическом уравнении, поскольку от него зависит численное значение теплоты.
Формула
Здесь \(\Delta H_{\mathrm{сг}}\) — молярная энтальпия сгорания, а \(\Delta H_f^\circ\) — стандартная энтальпия образования. Для теплоты, выделившейся при сгорании, можно использовать \(q_{\mathrm{сг}}=-\Delta H_{\mathrm{сг}}\), если энтальпия сгорания отрицательна. Как и любой тепловой эффект реакции, теплота сгорания зависит от уравнения реакции и агрегатных состояний веществ.
Уравнение полного сгорания: \(\mathrm{CH_4+2O_2\rightarrow CO_2+2H_2O}\). Если \(\Delta H_{\mathrm{сг}}=-890\ \mathrm{кДж/моль}\), то при сгорании 1 моль метана выделяется \(890\ \mathrm{кДж}\) теплоты. Для 2 моль метана выделится \(1780\ \mathrm{кДж}\).
Отрицательное значение \(\Delta H_{\mathrm{сг}}\) описывает изменение энтальпии системы. Положительное \(q_{\mathrm{сг}}\) может обозначать количество теплоты, полученное окружающей средой. Кроме того, теплота сгорания относится именно к полному сгоранию 1 моль вещества, а не к любой реакции с кислородом.
Какое количество теплоты выделится при сгорании 0,5 моль вещества, если его теплота сгорания равна \(600\ \mathrm{кДж/моль}\)?
Главное
- Теплота сгорания — тепловой эффект полного сгорания 1 моль вещества в кислороде.
- Энтальпия сгорания обычно отрицательна, а количество выделившейся теплоты считают положительным.
- При расчётах учитывают коэффициенты уравнения, агрегатные состояния и количество вещества.