Come calcolare il calore specifico molare

Tramite: O2O 16/08/2017
Difficoltà: media
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Introduzione

Possiamo definire il CSM come la quantità necessaria di calore per incrementare di 1 grado kelvin la temperatura di una certa sostanza. Attraverso il tutorial che segue vedremo, passo dopo passo, come bisogna procedere per calcolare il calore specifico molare. È bene sapere sin da subito che la procedura è piuttosto complicata, quindi seguite con attenzione ogni singolo passaggio, in maniera tale da non incorrere in errori.

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Effettuare il calcolo

Per prima cosa procuratevi il materiale necessario, ovvero una tavola periodica e una calcolatrice scientifica. La capacità termica molare di una sostanza è la quantità di energia necessaria per innalzare la sua temperatura di un grado. L'unità standard è il joule per mole, che viene indicata con la lettera K. Ricordiamo che il calore specifico differisce dalla capacità termica molare per il fatto che viene misurato per grammi invece che per mole. La sua unità di misura, nel sistema internazionale è il J, che si ottiene moltiplicando i Kg × i K. Nel sistema tecnico viene invece indicata dalle Kcal (calcolate con Kg × gradi centigradi). A questo punto determinate il calore specifico della sostanza. Se essa è costituita da un unico elemento, il calore specifico sarà presente in molti valori della tavola periodica. Per fare un esempio, il calore specifico dell'argento è pari a circa 0,23 J / g * K. Nel caso in cui la sostanza in esame fosse un composto di più elementi, sarà necessario andare a verificare il suo calore specifico sia sperimentalmente, sia consultando l'apposita tabella. Ovviamente, più prove fate, maggiore sarà la precisione del calcolo.

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Determinare la capacità termica molare

Una volta che avrete eseguito il calcolo si può dire che siete a buon punto. Ora andrete a moltiplicare il calore specifico della sostanza per la sua massa molare: questo passaggio determinerà la capacità termica molare, che viene espressa in joule mol K. Nel precedente esempio il calore specifico è pari a 4.184 J / (g * K). Quello che dovete fare adesso è semplicemente moltiplicare questo coefficiente per la massa molare e otterrete così il calore specifico molare: 4,184 x 18 = 75,312 J / (mol * K).

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Rilevare la massa molare

Ora che avete trovato il valore corrispondente, dovete semplicemente rilevare la massa molare della sostanza. Anche in questo caso la tavola periodica elenca la massa molare di ciascun elemento presente in natura. Se, come accade nel caso precedente, si tratta di un composto, questo valore deve essere calcolato mediante dei coefficienti. A titolo esemplificativo, prendiamo la composizione dell'acqua. Essa prevede 2 parti di idrogeno e 1 parte di ossigeno. La massa molare dell'acqua si ottiene molto semplicemente moltiplicando ciascuna di queste parti alle corrispondenti masse degli elementi. Ecco la formula, in modo da semplificarvi ulteriormente le idee: 2 x (1 g / mol idrogeno) + (16 g / mol ossigeno) = 18 acqua g / mol. Come avrete capito, la procedura può sembrare abbastanza complessa, tuttavia con un po'di esercizio l'applicazione sarà semplicissima.

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