Как раскладывается джоуль: Джоуль (единица измерения) — это… Что такое Джоуль (единица измерения)?

Содержание

Джоуль (единица измерения) — это… Что такое Джоуль (единица измерения)?

Джоуль (единица измерения)

Джо́уль (обозначение: Дж, J) — единица измерения работы и энергии в системе СИ.

Джоуль равен работе, совершаемой при перемещении точки приложения силы, равной одному ньютону, на расстояние одного метра в направлении действия силы.

1 Дж = кг·м²/с² = Н·м = Вт·с.
1 Дж ≈ 6,2415×1018эВ.
1 000 000 Дж ≈ 0,277(7) кВт·ч.
1 кВт·ч = 3 600 000 Дж.
1 Дж ≈ 0,238846 калории.
1 калория = 4,1868 Дж.

Кратные и дольные единицы

Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.

Кратные Дольные
величина название обозначение величина название
обозначение
101 Дж декаджоуль даДж daJ 10−1 Дж дециджоуль дДж dJ
102 Дж гектоджоуль гДж hJ 10−2 Дж сантиджоуль сДж cJ
103 Дж килоджоуль кДж kJ 10−3 Дж миллиджоуль мДж mJ
106 Дж мегаджоуль МДж MJ 10−6 Дж микроджоуль мкДж µJ
109 Дж гигаджоуль ГДж GJ 10
−9
Дж
наноджоуль нДж nJ
1012 Дж тераджоуль ТДж TJ 10−12 Дж пикоджоуль пДж pJ
1015 Дж петаджоуль ПДж PJ 10−15 Дж фемтоджоуль фДж fJ
1018 Дж эксаджоуль ЭДж EJ 10−18 Дж аттоджоуль аДж aJ
1021 Дж зеттаджоуль ЗДж ZJ 10−21 Дж зептоджоуль зДж zJ
1024
Дж
йоттаджоуль ИДж YJ 10−24 Дж йоктоджоуль иДж yJ
     применять не рекомендуется

См. также

Физический портал — обзорные статьи по истории и разделам физики и биографии известных учёных.

Wikimedia Foundation. 2010.

  • Джоуль (единица)
  • Джоханос

Полезное


Смотреть что такое «Джоуль (единица измерения)» в других словарях:

  • ДЖОУЛЬ (единица измерения энергии) — ДЖОУЛЬ, единица энергии, работы и количества теплоты СИ (см. СИ (система единиц)). Названа по имени Дж. П. Джоуля. Обозначается Дж. 1 Дж = 107 эрг = 0,2388 кал = 6,24 . 1018 эВ …   Энциклопедический словарь

  • Джоуль (единица) — Эта статья о единице измерения, статья об учёном физике: Джоуль, Джеймс Прескотт Джоуль (обозначение: Дж, J) единица измерения работы и энергии в системе СИ. Джоуль равен работе, совершаемой при перемещении точки приложения силы, равной одному… …   Википедия

  • Единица измерения Сименс — Сименс (обозначение: См, S)  единица измерения электрической проводимости в системе СИ, величина обратная ому. До Второй мировой войны (в СССР до 1960 х годов) сименсом называлась единица электрического сопротивления, соответсвующая сопротивлению …   Википедия

  • Грей (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Грей. Грей (обозначение: Гр, Gy)  единица измерения поглощённой дозы ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ). Поглощённая доза равна одному грею, если в результате… …   Википедия

  • Грэй (единица измерения) — Грэй (обозначение: Гр, Gy) единица измерения поглощенной дозы ионизирующего излучения в системе СИ. Поглощенная доза равна одному грэю, если, в результате поглощения ионизирующего излучения, вещество получило один джоуль энергии в расчёте на один …   Википедия

  • Зиверт (единица измерения) — Зиверт (обозначение: Зв, Sv)  единица измерения эффективной и эквивалентной доз ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ), используется с 1979 г. 1 зиверт  это количество энергии, поглощённое килограммом… …   Википедия

  • Беккерель (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Беккерель. Беккерель (обозначение: Бк, Bq)  единица измерения активности радиоактивного источника в Международной системе единиц (СИ). Один беккерель определяется как активность источника, в… …   Википедия

  • Ватт (единица измерения) — О типе морских побережий см. Ватты Ватт (обозначение: Вт, W)  в системе СИ единица измерения мощности. Различают механическую, тепловую и электрическую мощность: в механике 1 ватт равен мощности, при которой за 1 секунду времени совершается… …   Википедия

  • Ньютон (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Ньютон. Ньютон (обозначение: Н) единица измерения силы в Международной системе единиц (СИ). Принятое международное название newton (обозначение: N). Ньютон производная единица. Исходя из второго… …   Википедия

  • Сименс (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Сименс. Сименс (русское обозначение: См; международное обозначение: S)  единица измерения электрической проводимости в Международной системе единиц (СИ), величина обратная ому. Через другие… …   Википедия

Книги

  • Джоуль, Евгений Стаховский. Джоуль – единица измерения работы, энергии и количества теплоты в Международной системе единиц. Джоуль равен работе, совершаемой при перемещении точки приложениясилы, равной одному ньютону,… Подробнее  Купить за 49 руб аудиокнига

Единицы измерения мощности

Единицы измерения мощности

Программа КИП и А

Мощность — физическая величина, равная скорости изменения, преобразования, передачи или потребления энергии системы. Также мощность равна отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

Международная система единиц (СИ)

В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения мощности является ватт [Вт],[W], равный одному джоулю [Дж],[J], делённому на секунду.
  1 ватт определяется как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль. Таким образом, ватт является производной единицей измерения и связан с другими единицами СИ следующими соотношениями:

  • Вт = Дж / с = кг·м²/с
  • Вт = H·м/с
  • Вт = В·А
  • 1 Мегаватт [МВт] = 1000 кВт
  • 1 Киловатт [кВт] = 1000 Вт
  • 1 Вольт-ампер [В·А] = 1 Вт

Внесистемные единицы

  • 1 Гигакалория в секунду [Гкал/с], [Gcal/s] = 4186.8 МВт
  • 1 Килокалория в секунду [ккал/с], [kcal/s] = 4186.8 Вт
  • 1 Калория в секунду [кал/с], [cal/s] = 4.1868 Вт
  • 1 Гигакалория в час [Гкал/ч], [Gcal/h] = 1.163 МВт
  • 1 Килокалория в час [ккал/ч], [kcal/h] = 1.163 Вт
  • 1 Калория в час [кал/ч], [cal/h] = 0.001163 Вт
  • 1 Котловая лошадинная сила [hp(S)] = 9809.5 Вт
  • 1 Электрическая лошадиная сила [hp(E)] = 746 Вт
  • 1 Гидравлическая лошадиная сила [hp(H)] = 745.7 Вт
  • 1 Механическая лошадиная сила [hp(I)] = 745.69987158227022 Вт
  • 1 Метрическая лошадиная сила [hp(M)] = 735.49875 Вт
  • 1 Килограмм·м/с [кг·м/с] = 9.80665 Вт
  • 1 Джоуль в секунду [Дж·с]= 1 Вт
  • 1 Джоуль в час [Дж·ч] = 0.0002777777777777 Вт
  • 1 Эрг в секунду [эрг·с] = 0.0000001 Вт
  • 1 Метрическая тонна охлаждения [RT] = 3861.15995 Вт

США и Британия

  • 1 Американская тонна охлаждения [USRT] = 3.51686666 кВт
  • 1 Британская термальная единица в секунду [BTU/s] = 1055.06 Вт
  • 1 Британская термальная единица в минуту [BTU/m] = 17.584333 Вт
  • 1 Британская термальная единица в час [BTU/h] = 0.293072224 Вт
  • 1 Фунт на фут в секунду [ft·lbf/s] = 1.35581795 Вт

 

Джоуль формула энергии закон теплота масса тела сила работа

Джоуль.

 

 

Джоуль – единица измерения работы, энергии и количества теплоты в Международной системе единиц (СИ). Имеет русское обозначение – Дж и международное обозначение – J.

 

Джоуль, как единица измерения

Применение

Представление джоуля в других единицах измерения – формулы

Перевод в другие единицы измерения

Кратные и дольные единицы

Интересные примеры

Другие единицы измерения

 

Джоуль, как единица измерения:

Джоуль – единица измерения работы, энергии и количества теплоты в Международной системе единиц (СИ), названная в честь английского физика Джеймса Прескотта Джоуля.

Джоуль как единица измерения имеет русское обозначение – Дж и международное обозначение – J.

В классической физике джоуль равен работе, совершаемой при перемещении точки приложения силы, равной 1 (одному) ньютону (Н), на расстояние одного метра в направлении действия силы.

Дж = Н · м = кг · м2 / с2.

1 Дж = 1 Н · 1 м = 1 кг · 1 м2 / 1 с2.

В электричестве джоуль означает работу, которую совершают силы электрического поля за 1 секунду при напряжении в 1 вольт (В) для поддержания силы тока в 1 ампер (А). Это энергия, которая выделится за 1 секунду при прохождении тока через проводник силой тока 1 ампер (А) при напряжении 1 вольт (В).

В Международную систему единиц джоуль введён решением XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году, одновременно с принятием системы СИ в целом. В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы джоуль пишется со строчной буквы, а её обозначение – с заглавной (Дж). Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях других производных единиц, образованных с использованием джоуля.

 

Применение:

В джоулях измеряют выполненную работу, энергию и количество теплоты.

 

Представление джоуля в других единицах измерения – формулы:

Через основные единицы системы СИ джоуль выражается следующим образом:

Дж = Н · м

Дж = кг · м2 / с2.

Дж = Вт / с.

Дж = А2 · Ом · с.

Дж = В2 · с / Ом.

Дж = Кл · В.

где  А – ампер, В – вольт, Дж – джоуль, Кл – кулон, м – метр, Н – ньютон, с – секунда, Вт – ватт, кг – килограмм, Ом – ом.

 

Перевод в другие единицы измерения:

1 Дж ≈ 6,24151 ⋅ 1018 эВ

1 МДж = 0,277(7) кВт · ч

1 кВт · ч = 3,6 МДж

1 Дж ≈ 0,238846 калориям

1 калория (международная) = 4,1868 Дж

1 килограмм-сила-метр (кгс·м) = 9,80665 Дж

1 Дж ≈ 0,101972 кгс·м

 

Кратные и дольные единицы:

Кратные и дольные единицы образуются с помощью стандартных приставок СИ.

Кратные Дольные
величина название обозначение величина название обозначение
101 Дж декаджоуль даДж daJ 10−1 Дж дециджоуль дДж dJ
102 Дж гектоджоуль гДж hJ 10−2 Дж сантиджоуль сДж cJ
103 Дж килоджоуль кДж kJ 10−3 Дж миллиджоуль мДж mJ
106 Дж мегаджоуль МДж MJ 10−6 Дж микроджоуль мкДж µJ
109 Дж гигаджоуль ГДж GJ 10−9 Дж наноджоуль нДж nJ
1012 Дж тераджоуль ТДж TJ 10−12 Дж пикоджоуль пДж pJ
1015 Дж петаджоуль ПДж PJ 10−15 Дж фемтоджоуль фДж fJ
1018 Дж эксаджоуль ЭДж EJ 10−18 Дж аттоджоуль аДж aJ
1021 Дж зеттаджоуль ЗДж ZJ 10−21 Дж зептоджоуль зДж zJ
1024 Дж иоттаджоуль ИДж YJ 10−24 Дж иоктоджоуль иДж yJ

 

Интересные примеры:

Дульная энергия пули при выстреле из автомата Калашникова – 2030 Дж.

Энергия, необходимая для нагрева 1 литра воды от 20 до 100 °C, составляет 3,35⋅105 Дж.

Энергия, выделяемая при взрыве 1 тонны тринитротолуола (тротиловый эквивалент), – 4,184⋅109 Дж.

 

Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Джоуль

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

 

карта сайта

формула энергии закон джоуля ленца можно
тепловой 1 м дж джоуль ленц закон равен 2 2 равен единица
теплота масса тела сила количество теплоты работа кинетическая энергия в джоулях в секунду
10 5 8 6 20 200 100 виды сколько степени джоулей
килоджоули скорость в джоули в кг килограммы
3 4 джоуля

 

Коэффициент востребованности 5 922

Что такое Вольт. Определение Вольта. Формула Вольта

Вольт (обозначение: В, V) — единица измерения электрического напряжения в системе СИ.{3} \cdot \mbox{A}} \]

Единица названа в честь итальянского физика и физиолога Алессандро Вольта.

Этим методом величина вольта однозначно связывается с эталоном частоты, задаваемым цезиевыми часами: при облучении матрицы, состоящей из нескольких тысяч джозефсоновских переходов, микроволновым излучением на частотах от 10 до 80 ГГц, возникает вполне определённое электрическое напряжение, с помощью которого калибруются вольтметры. Эксперименты показали, что этот метод нечувствителен к конкретной реализации установки и не требует введения поправочных коэффициентов.

1 В = 1/300 ед. потенциала СГСЭ.

Что такое Вольт. Определение

Вольт определён как разница потенциалов на концах проводника, рассеивающего мощность в один ватт при силе тока через этот проводник в один ампер.

Отсюда, базируясь на единицах СИ, получим м² · кг · с-3 · A-1, что эквивалентно джоулю энергии на кулон заряда, J/C.

Определение на основе эффекта Джозефсона

Напряжение электрического тока – это величина, характеризующая разность зарядов (потенциалов) между полюсами либо участками цепи, по которой идет ток.

С 1990 года вольт стандартизирован посредством измерения с использованием нестационарного эффекта Джозефсона, при котором используется в качестве привязки к эталону константа Джозефсона, зафиксированная 18-ой Генеральной конференцией по весам и измерениям как:

K{J-90} = 0,4835979 ГГц/мкВ.

Кратные и дольные единицы

Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.

В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы вольт пишется со строчной буквы, а её обозначение — с прописной. Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях производных единиц, образованных с использованием вольта. Например, обозначение единицы измерения напряжённости электрического поля «вольт на метр» записывается как В/м.

Шкала напряжений

  • Разность потенциалов на мембране нейрона — 70 мВ.
  • NiCd аккумулятор — 1.2 В.
  • Щелочной элемент — 1.5 В.
  • Литий-железо-фосфатный аккумулятор (LiFePO4) — 3.3 В.
  • Батарейка «Крона» — 9 В.
  • Автомобильный аккумулятор — 12 В (для тяжёлых грузовиков — 24 В).
  • Напряжение бытовой сети — 220 В (среднеквадратичное).
  • Напряжение в контактной сети трамвая, троллейбуса — 600 В.
  • Электрифицированные железные дороги — 3 кВ (постоянный ток), 25 кВ (переменный ток).
  • Магистральные ЛЭП — 110 кВ, 220 кВ.
  • Максимальное напряжение на ЛЭП (Экибастуз-Кокчетав) — 1.15 МВ.
  • Самое высокое постоянное напряжение, полученное в лаборатории на пеллетроне — 25 МВ.
  • Молния — от 100 МВ и выше.
В вашем браузере отключен Javascript.
Чтобы произвести расчеты, необходимо разрешить элементы ActiveX!
Больше интересного в телеграм @calcsbox

Джоуль единица измерения — Справочник химика 21

    Количество теплоты, подводимой (или отводимой) к произвольной массе вещества, обозначают Qt, а удельное количество теплоты, отнесенное к единице массы вещества, — (/. Теплоту в системе СИ измеряют в джоулях (Дж), килоджоулях (кДж) допускаются и такие единицы измерения, как калория и килокалория (ккал). [c.25]

    Единицами измерения количества теплоты служат джоуль и калория (ГОСТ 8550—57). В практике расчетов необходимо различать малые калории (кал) и большие калории, или килокалории (ккал). Одна малая калория представляет собой количество тепла, которое необходимо для нагревания 1 г, а ккал — 1 кг воды на 1 (с 19,5 до 20,5° С) при нормальном атмосферном давлении. [c.21]


    Джоуль (Дж)—единица измерения всех видов энергии и работы в Международной системе единиц СИ. Он равен работе силы в 1 Н на пути в 1 м. [c.23]

    Необходимо условиться относительно единицы измерения количества теплоты. В настоящее время за единицу количества теплоты принят джоуль, который равен работе, производимой силой в 1 ньютон при перемещении точки ее приложения на 1 -метр по направлению этой силы. С другой стороны, джоуль можно охарактеризовать как работу, совершаемую электрическим током мощностью в 1 ватт в течение 1 с. Наконец, следует отметить, еще одно определение джоуля, связанное непосредственно с представлением о количестве теплоты. Джоуль — это такое количество теплоты, которое необходимо для нагревания 1/4,186 г воды на ГС в интервале температур от 14,65 до 15,65°С. Последнее определение иллюстрирует взаимосвязь джоуля с калорией, которая в настоящее время для определения количества теплоты не рекомендуется. Следовательно, единицей теплоемкости для принятой единицы количества вещества является Дж/К. [c.29]

    Соотношения между единицами энергии. При вычислении термодинамических свойств веществ на основании использования экспериментальных результатов спектроскопических, калориметрических, масс-спектрометрических и иных исследований приходится иметь дело с количествами энергии, выраженными в различных единицах. Традиционной единицей измерения энергии при калориметрических исследованиях является калория, в то время как традиционными единицами энергии при спектроскопических исследованиях — обратный сантиметр, а при масс-спектрометрических исследованиях — электрон-вольт. В механике издавна укоренились в качестве основных единиц энергии эрг и джоуль = 10 эрг. Однако если соотношения между обратным сантиметром и эргом и электронвольтом и эргом определяются лишь значениями основных физических постоянных, так как [c.956]

    В данной книге в качестве единицы измерения теплоты используется только джоуль, однако следует знать и о калории, поскольку в старой литературе повсеместно используется именно калория. Калория приблизительно вчетверо больше джоуля 1 кал = 4,184 Дж. Теплоты реакций для молярных количеств веществ обычно имеют порядок килоджоулей (кДж) или килокалорий (ккал) 1 кДж = 1000 Дж и 1 ккал = 1000 кал. [c.89]

    Обозначения единиц, происходящих от имен собственных, начинаются с прописной буквы. Например, А — ампер, К — кельвин, Дж — джоуль. Единицы измерения, выражающие произведение двух других единиц, представляют знаком умножения, например Н м, Дж с. Единицы измерения, как частное от деления двух другах единиц, могут быть представлены любым из способов м/с, [c.6]


    Ранее вы уже встречались с единицей измерения под названием джоуль при измерении количества энергии. При рассмотрении энергоемкости пищевых продуктов мы используем понятие калория вовсе не для того, чтобы сбить вас с толку. Энергию измеряли в калориях во всех случаях до тех пор, пока не была введена метрическая систсма мер СИ. В принципе энергоемкость продуктов питания можно считать и в джоулях, поскольку [c.240]

    В СИ предусматривается одна и та же единица — джоуль для измерения всех видов анергии, в том числе тепловой. Это устраняет необходимость введения в расчетные формулы дополнительных множителей для пересчета единиц измерения различных видов энергии. Если же тепловая энергия измеряется в ккал, то для перехода к единицам СИ или МКГСС в расчетные формулы вводится делитель А (термический эквивалент работы), равитга количеству тепла, которое соответствует данной единице работы (дж или кгс-м)  [c.34]

    Джоуль является очень удобной единицей измерения теплоты, так как с его помощью легко понять связь между теплотой, работой-и энергией. До введения системы СИ в химии было принято пользоваться в качестве единицы измерения теплоты калорией. Одна калория (кал) определяется как количество теплоты, необходимое для повышения температуры 1 г чистой воды на 1″С (точнее от 14,5 до 15,5″»С). Это определение основано на измерениях теплоты и непосредственно не связано с работой. Дело в том, что калория была введена в XIX столетии, когда еще не было известно, что теплота и работа являются различными формами энергии. [c.88]

    Работу также измеряют в джоулях (система СИ) применяется и другая единица измерения — килограмм-сила-метр (кгс-м) [c.25]

    Этот переход происходит в строго эквивалентной (равной) мере, хотя исторически сложилось так, что каждой форме энергии соответствуют свои единицы измерения. В настоящее время за общую единицу энергии принят джоуль. В этих единицах измеряется также работа теплоту чаще принято измерять в калориях. [c.13]

    Чтобы получить представление о величине джоуля, укажем, что бейсбольный мяч массой около 150 г, летящий после подачи со скоростью около 150 км ч (40 м с ), обладает кинетической энергией в 120 Дж. Широко распространенная в прошлом единица измерения тепла-калория (кал)-приблизительно в четыре раза больше джоуля (точнее, 1 кал = = 4,184 Дж). [c.101]

    Единица измерения работы — Джоуль (1 Дж=1 Н-м). Энергию и работу измеряют в одних и тех же единицах. [c.212]

    Стандартная энтропия чистых веществ относится к 1 моль вещества при р=101 кПа и определенной температуре, чаще 298 К. Она обозначается 5 . Единица измерения энтропии — джоуль на моль-кельвин (Дж/(моль-К). [c.98]

    Традиционной единицей измерения теплоты, работы и энергии является калория, которая вводится эмпирически как количество теплоты, необходимое для повышения температуры одного грамма воды на один градус Кельвина (в системе СИ просто на 1 кельвин). Хотя, согласно термодинамике, теплота, энергия и работа эквивалентные величины, единица их измерения-калория-не связана очевидным образом с массой и ускорением. Такой выбор единиц затрудняет понимание физической связи между ними. Джоуль как единица измерения теплоты гораздо удобнее в том отношении, что позволяет видеть связь между теплотой, работой и энергией уже по самому своему определению. Хотя большая часть термодинамической литературы основана на использовании калории, логическая простота определения джоуля должна в конце концов обеспечить его повсеместное использование, подобно тому как литр и метр вытеснили галлон и ярд в большинстве передовых стран мира. [c.443]

    Тепловые единицы. Единицей измерения тепла, как и любого другого вида энергии, в СИ является джоуль (Дж). [c.22]

    Бк=2,703-10″» Ки 1 мКи = 37 МБк. Единицей измерения энергии ионизирующих излучений, как и любого вида энергии, в Международной системе (СИ) является джоуль (Дж). [c.58]

    Обмен энергией между системой и внешней средой может осушествляться в различных формах тепловая, механическая, электрическая энергия, энергия излучения могут превращаться друг в друга. В превращениях, происходящих в ходе химических реакций, участвуют, как правило, тепловая энергия О и механическая (или работа А). Единица измерения энергии — джоуль (Дж). [c.90]

    Следует отметить, что в системах тепловых единиц СИ, МКС °К МКС °С единицей измерения количества теплоты является джоуль, а не калория между этими единицами узаконено следующее соотношение 1 межд. кал=4,1868 дж 1 межд. кк гл= 1/859,845 абс. квт. ч. Аналогично и единицей измерения теплового потока служит ватт, вместо калории в секунду. [c.578]

    Единицей измерения разности потенциальной энергии электронов в двух различных точках пространства является вольт. Для того чтобы между двумя точками пространства возник электрический ток, между ними должно существовать некоторое напряжение. Для определения напряжения электрического поля используется механический эквивалент потенциальной энергии, единицей измерения которого является джоуль эта единица энергии измеряется работой, которую необходимо выполнить, чтобы на пути длиной 1 м придать телу массой 1 кг ускорение 1 м/с . Вольт представляет собой напряжение между двумя точками электрического поля, при перемещении между которыми заряда в 1 Кл выполняется работа в [c.285]


    В системе СИ производной единицей энергии является джоуль (Дж). Однако в спектроскопии традиционно используется электрон-вольт (эВ), так как джоуль является слишком большой величиной и его неудобно применять в качестве единицы измерения атомных [c.357]

    Справочник У. Д. Верятина и др. Термодинамические свойства неорганических веществ под редакцией А. П. Зефирова содержит для большого числа веществ значения теплот образования (АЯ , 293), энтропии (Згэз), параметров фазовых переходов, коэффициентов уравнений, выражающих температурную зависимость теплоемкости, давления насыщенного пара и изменения энергии Гиббса при реакциях образования (АСг . г), а также термодинамические свойства металлических сплавов. Данные приведены из разных источников. Наряду с этим приводятся характеристики кристаллической структуры веществ. Все величины, зависящие от единиц измерения энергии, выражены параллельно через джоули и термохимические калории.  [c.76]

    Согласно уравнению массоотдачи в форме (5.22), коэффициент р имеет размерность [Р] = [у]/[С] = кг/(м с)/(кг/м ) = м/с, и его физическое содержание соответствует массе целевого компонента, отдаваемой единичной поверхностью контакта фаз среде-носителю (или от среды) в единицу времени при разности концентраций на поверхности и в среде (С р — Сд), равной 1 кг/м . Коэффициент теплоотдачи а всегда имеет одинаковую размерность, поскольку причина переноса теплоты во всех случаях выражается только разностью температур, и различие здесь может быть только в принятых единицах измерения теплоты, температуры и времени джоули или калории, градусы Цельсия или Фаренгейта, секунды или часы. [c.358]

    Единица измерения тепловой энергии — джоуль (Дж). Тепловая энергия — наиболее известная форма энергии. Столь же. корошо известны м е х а н и ч е с к а я энергия и ее основные виды потенциальная и кинетическая. Экспериментально установлено, что механическая энергия может быть целиком превращена в такое же количество тепловой энергии. В термодинамике механическая энергия чаще всего расходуется на работу, которая измеряется произведением силы на путь ее действия (расстояние) или произведением давления на объем. В любом из этих случаев размерность работы одинакова, так как давление есть сила, приходящаяся на единицу площади. [c.36]

    Метрические единицы были впервые введены во Франции около 200 лет назад. В 1960 г. усовершенствованный вариант метрической системы был одобрен на международном уровне, и по первым буквам ее официального французского названия Le Systeme International d Unites (Международная система мер) она была названа системой СИ. Единицы СИ сейчас используются учеными во всем мире, включая Соединенные Штаты. Все единицы измерений в этой системе являются производными от семи основных величин и соответствующих единиц. О некоторых единицах системы СИ (таких, как грамм, градус Цельсия и секунда) вы, наверное, уже слышали и пользовались ими. Другие единицы системы СИ, необходимые при изучении химии (паскаль, джоуль и моль), могут быть для вас новыми. Их смысл выяснится по мере упоминания в книге. [c.15]

    Разумеется, равенство А и Q соблюдается при условии, что теплота и работа выражены в одних и тех же единицах измерения. Межг дународной системой (СИ) предусмотрено использование именно такой, общей для всех форм энергии, единицы — джоуля (Дж). [c.28]

    В системе единиц СИ единицей энергии (теплота, работа) является джоуль (Дж), равный работе силы в 1 ньютон (Н) на пути в 1 м, 1 Дж=1 Н-1 м. Другая важная единица измерения энергии— электронвольт/моль. Один эВ/моль равен энергии, приобретаемой Л/ элементарными электрическими зарядами (Л/д — постоянная Авогадро, е —заряд электрона) при л-охождении через поле с разностью потении алов 1В 1 эВ = 9б 487 Дж. [c.40]

    За единицу измерения полной теплоемкости в системе СИ принимают джоуль на фадус (Дж/фад), обозначают теплоемкость буквой С. [c.38]

    Энтропия тела (системы)—мера обесценения энергии — определяется как величина отношения количества тепла, полученного или отданного телом, к его средней абсолютной температуре. Единицами измерения являются джоуль на градус Кельвина дж/°К), килокалория на градус Кельвина (ккалГК) и т. д. [c.584]

    Обмен энергией между системой и внешней средой может осуществляться в различных формах тепловая, механическая, электрическая энергия, энергия излучения могут превращаться друг в друга В превращениях, про исходящих в ходе химических реакций, участвуют, как правило, тепловая энергия Q и механическая (или работа А) Единица измерения энергии — джоуль (Дж) Тепловая и механическая энергия—алгебраические величины Знаки величин Q к А в термодинамике рас сматрнваются по отношению к системе Энергия, получа емая системой, обозначается знаком + . отданная си схемой — знаком —  [c.90]

    В качестве предпочтительной в настоящее время принята Международная система единиц — СИ (System International — SI), базирующаяся на единицах длины I (м — метр), массы т кг — килограмм) и времени т (с — секунды) к ним примыкает единица температуры Т, t К — градус Кельвина «Кельвин»). Отсюда получаются производные размерности и единицы измерения (в принятой системе единиц), например для скорости w = = 1/х (м/с), силы Р = ml/z (кг-м/обычно используют квадратные скобки например, [т] = кг. [c.42]

    Работа, количество теплоты, энергия измеряются в джоулях (Дж). в технике применяют следующие единиць измерения теплоты — калория — это количество тепла, необходимого для нагрева 1 г воды на 1 градус Цельсия, и килокалория, равная 4,1868 Дж. Количество электричества — киловатт-час, равный 3,6 10 Дж. [c.291]

    Единицей измерения энергии в системе СИ является джоуль. Однако до сих пор наряду с джоулем широко используется внесистемная единица — калория (килокалория). Обратите внима- [c.61]


Единица измерения силы в системе СИ

$$ ньютон

$ грамм

$ джоуль

$ паскаль

$$$364. Силой называется:

$$ мера механического взаимодействия тел.

$ мера теплового действия одного тела на другое.

$ мера электрического действия одного тела на другое.

$ способ воздействия одного тела на другое.

$$$365. Внешними силами называются:

$$ силы, действующие на материальные точки (тел$$ со стороны других точек (тел), не принадлежащих рассматриваемой системы.

$ силы взаимодействия между материальными точками (телами) рассматриваемой системы.

$ совокупность нескольких тел.

$ совокупность нескольких напряжений, возникающих в телах.

$$$366. Внутренними силами называются:

$$ силы взаимодействия между материальными точками (телами) рассматриваемой системы.

$ силы, действующие на материальные точки (тел$$ со стороны других точек (тел), не принадлежащих рассматриваемой системы.

$ совокупность нескольких тел.

$ совокупность нескольких напряжений, возникающих в телах.

$$$367. Количество реакций в шарнирно-подвижной опоре:

$$ 1

$ 2

$ 3

$ 4

$$$368. Системой сил называется:

$$ совокупность нескольких сил, действующих на данное тело.

$ две силы, приложенные к разным телам

$ совокупность сил, действующих на два невзаимодействующих тела.

$ совокупность нескольких тел.

$$$369. Система сил называется сходящейся если:

$$ линии действия всех сил пересекаются в одной точке.

$ линии действия всех сил параллельны.

$ линии действия всех сил расположены произвольно.

$ линии действия только некоторых сил пересекаются.

$$$370. Система сил называется параллельной если:

$$ линии действия всех сил параллельны.

$ линии действия всех сил пересекаются в одной точке.

$ линии действия всех сил расположены произвольно.

$ линии действия только некоторых сил пересекаются.

Проекция силы F на ось x равна.

$$

$

$

$

Проекция силы F на ось у равна.

$$

$

$

$

$$$373. Связями называются:

$$ тела, предметы, условия, ограничивающие свободное перемещение данного тела.

$ тела, предметы, условия, не ограничивающие свободное перемещение данного тела

$ силы взаимодействия между телами.

$ система тел, взаимодействующих между собой.

Реакция шарнирно-неподвижной опоры

$$ раскладывается на составляющие по осям координат

$ направлена по нормали и опорной плоскости

$ горизонтально опорной плоскости

$ параллельна опорной плоскости

Реакция шарнирно-подвижной опоры направлена

$$ перпендикулярно опорной плоскости

$ параллельно опорной плоскости

$ раскладывается на составляющие

$ вертикальна

$$$376. Интенсивность есть сила,

$$ приходящаяся на единицу длины нагруженного участка

$ сосредоточенная

$ уравновешивающая

$ равнодействующая

«Чистой» энергии не существует / Комментарии / Хабр

2 — Во-первых, напомню, даже наличие корреляции еще не значит наличия причинно-следственной связи. Еще раз. В вашем документе — не нормы выхлопа. Нигде нет нормы, что в трубе ТЭЦ должно быть «не более Х граммов вещества Y на кубометр». Есть стандарты, в которых прописаны методики расчета уровня вещества Y в жилой зоне из количества вещества Y в выхлопе трубы для заданной высоты трубы, объема выхлопа, климатических параметров.

4 — нет.

Прямой и однозначной связи там нет и быть не может. Влияет направление и сила ветра, температура и влажность окружающего воздуха, атмосферное давление, день или ночь, солнечно или пасмурно, есть или нет на Солнце пятна (Ага. Повышенный уровень солнечной радиации ускоряет разрушение многих сложных молекул.)

Просто перед строительством чего либо — решается «обратная задача». Дано: роза ветров, среднестатистические погодные условия, объем выбросов. Требуется: вычислить высоту трубы, при которой не будет превышения у ближайшего жилья. Если высота трубы получается слишком большая или нет технической возможности поставить такую трубу — то разрабатываются меры по снижению объемов выбросов.

А дальше у ТЭС и ТЭЦ входящих в систему РАО «ЕЭС России» — возникает две других задачи. Первая из них — не задача «как бы нам снизить вредность выхлопа». Если внимательно вчитаться в то, что написано между строк — там решается задача «сколько еще мы можем насрать в атмосферу так, чтобы нам за превышение ПДК в соседнем доме штраф не вкатили». Просто потому, что чем «экологичнее выхлоп», тем больше расход топлива.

Вторая задача: У любого котла есть штатные режимы работы и номинальные объемы выбросов, из которых проводится экологический расчет. Но в котле что-то могло сломаться, забиться, отключиться. Это нужно обнаружить и устранить. И требуется методика, по которой вычисляются контролируемые непосредственно на территории параметры, которые позволяют обнаружить, что может произойти превышение норм «на улице», до того, как «где-то там эко мониторинг» обнаружит превышение ПДК у жилого дома и приедет выписывать штраф.

Мне вот интересно, вы делаете такие уверенные заявления… Вам доводилось хотя бы раз, хотя бы мельком, видеть Раздел 8 Проектной документации? Я даже не спрашиваю про «защищать Раздел 8 в Главгосэкспертизе», а хотя бы пролистать быстренько?

Кстати. Наши стандарты сейчас «гармонизированы» с европейскими. И в части экологии наши стандарты сейчас — почти дословно списаны с европейских. Американские чуть-чуть отличаются, но больше в части того, что они менее строгие, ну и единицы «имперские» (и да, еще наличием региональных особенностей в зависимости от штата и города).

Про угольные станции вы вообще красивый финт ушами сделали. Разоряются угольные компании в США, а «закрываются», вдруг, электростанции в Румынии.


Iasi: 60 MW, compliance deadline for SO2, NOx emissions

Ага. Если чуть копнуть, то выясняется, что электростанция — продолжает работать. Общая мощность электростанции — 150 МВт. И вот эти вот 60 — вообще ни с одним из ее энергоблоков — не бьются… Их там 2 по 50 и 2 по 25. Ага… Это просто одна случайная электростанция. И, кстати, даже в статье написано, что не «закрыта», а «на консервации». Т.е. владельцы электростанции пока на «закрытие» — ни копейки не потратили. И с модернизацией для того, чтобы укладываться в нормы — ни одной секунды не парились.

cepera_ang
То, что доля угля в энергетике сокращается — ни разу не значит, что закрылась какая-либо ТЭС. Если присмотреться, то практически весь рост ТЭС на биотопливе и на газе — получен за счет переоборудования угольных электростанций. И да, я знаю некоторое количество случаев, когда действительно угольная станция закрывалась, а вместо нее строилась газовая или на биотопливе. Но примерно все такие случаи — угольная электростанция отработала свой ресурс и еще чуть-чуть и ее по-любому нужно было бы сносить и строить заново. Заново построили газовую и в другом месте. В результате и зеленые отчитались, что закрыли злую угольную ТЭС, и владельцам ТЭС не надо тратиться на ее демонтаж и утилизацию. Совершенно стандартная коррупционная схема (с достаточно большой вероятностью). Ведь ТЭС закрыли? Закрыли. Значит и утилизацией должно заниматься государство.


gigawatts of coal capacity retired

Именно это и значит: станции отработали свой ресурс и списаны. Вы просто посмотрите, когда строились энергоблоки большинства угольных станций в США. Значительная часть — в 60-70-х годах. Этим энергоблокам уже по 50-60 лет. Они уже полностью окупились, заработали прибыль и настолько старые, что их поддерживать в живом состоянии дальше стоит дороже, чем вырабатываемое ими электричество. Номинальный ресурс энергоблока ТЭС, запущенной в эксплуатацию до 1970-го года, был вообще порядка 30 лет.

Am0ralist


То есть вас не смущает то, что ес или та же япония закрывают тэс вообще

Записал. «@Am0ralist не смог привести даже одного примера, где владельцев ТЭС/ТЭЦ обязали поставить фильтр на трубу за свой счет и владельцы ТЭС/ТЭЦ поставили после этого фильтр на трубу за свой счет.»

Расчеты стехиометрии с использованием энтальпии

7.4 Расчеты стехиометрии с использованием энтальпии

Цель обучения

  1. Выполните расчеты стехиометрии, используя изменения энергии из термохимических уравнений.

В главе 5 «Стехиометрия и моль» мы связали количества одного вещества с другим в химическом уравнении, выполнив вычисления с использованием сбалансированного химического уравнения; сбалансированное химическое уравнение обеспечило эквивалентности, которые мы использовали для построения коэффициентов пересчета.Например, в сбалансированном химическом уравнении

2H 2 (г) + O 2 (г) → 2H 2 O (ℓ)

мы признали эквиваленты

2 моль H 2 ⇔ 1 моль O 2 ⇔ 2 моль H 2 O

, где ⇔ — математический символ, обозначающий «эквивалентно.» Однако в нашем термохимическом уравнении есть еще одна величина — изменение энергии:

2H 2 (г) + O 2 (г) → 2H 2 O (ℓ) Δ H = −570 кДж

Это новое количество позволяет нам добавить еще один эквивалент к нашему списку:

2 моль H 2 ⇔ 1 моль O 2 ⇔ 2 моль H 2 O ⇔ −570 кДж

То есть, теперь мы можем добавить количество энергии к эквивалентностям — изменение энтальпии сбалансированной химической реакции.Эту эквивалентность также можно использовать для построения коэффициентов пересчета, чтобы мы могли связать изменение энтальпии с количествами прореагировавших или произведенных веществ.

Обратите внимание, что эти эквиваленты решают проблему. Когда указано количество энергии для сбалансированной химической реакции, к какому количеству реагентов или продуктов оно относится? Ответ заключается в том, что количество молей вещества определяется его коэффициентом в сбалансированной химической реакции. Таким образом, 2 моль H 2 относятся к -570 кДж, а 1 моль O 2 относятся к -570 кДж.Вот почему единицей измерения изменения энергии является кДж, а не кДж / моль.

Например, рассмотрим термохимическое уравнение

H 2 (г) + Cl 2 (г) → 2HCl (г) Δ H = −184,6 кДж

Эквивалентность этого термохимического уравнения:

1 моль H 2 ⇔ 1 моль Cl 2 ⇔ 2 моль HCl ⇔ −184,6 кДж

Предположим, мы спросили, сколько энергии выделяется при реакции 8,22 моль H 2 . Мы бы построили коэффициент преобразования между числом молей H 2 и выделяемой энергией, −184.6 кДж:

8,22 моль h3 × −184,6 кДж1 моль h3 = −1,520 кДж

Отрицательный знак означает, что выделяется такое количество энергии.

Пример 8

По термохимическому уравнению

N 2 (г) + 3H 2 (г) → 2NH 3 (г) Δ H = -91,8 кДж

сколько энергии выделяется при реакции 222,4 г N 2 ?

Решение

Сбалансированное термохимическое уравнение связывает изменение энергии с молями, а не с граммами, поэтому мы сначала переводим количество N 2 в моль, а затем используем термохимическое уравнение для определения изменения энергии:

222.4 г N2 × 1 моль N228,00 г N2 × −91,8 кДж1 моль N2 = −729 кДж

Проверьте себя

По термохимическому уравнению

N 2 (г) + 3H 2 (г) → 2NH 3 (г) Δ H = -91,8 кДж

сколько тепла выделяется, когда вступает в реакцию 1,00 г H 2 ?

Ответ

−15,1 кДж

Как и любая стехиометрическая величина, мы можем начать с энергии и определить количество, а не наоборот.

Пример 9

По термохимическому уравнению

N 2 (г) + O 2 (г) → 2NO (г) Δ H = 180,6 кДж

Если подано 558 кДж энергии, какую массу NO можно получить?

Решение

На этот раз мы начнем с количества энергии:

558 кДж × 2 моль NO 180,6 кДж × 30,0 г NO1 моль NO = 185 г NO

Проверьте себя

Сколько грамм N 2 прореагирует, если 100.Поставляется 0 кДж энергии?

N 2 (г) + O 2 (г) → 2NO (г) Δ H = 180,6 кДж

Ответ

15,5 г

Химия везде: сварка с химическими реакциями

Одна очень энергичная реакция называется термитной реакцией . Его классические реагенты — металлический алюминий и оксид железа (III); реакция дает металлическое железо и оксид алюминия:

2Al (s) + Fe 2 O 3 (s) → Al 2 O 3 (s) + 2Fe (s) Δ H = −850.2 кДж

При правильном проведении реакция выделяет столько энергии, что железо выделяется в виде жидкости . (Обычно железо плавится при температуре 1536 ° C.) При осторожном обращении жидкий чугун может заполнять промежутки между двумя или более металлическими частями и после быстрого охлаждения может сваривать металлические части вместе.

Термитные реакции используются для этой цели и сегодня. В гражданских целях они используются для переваривания сломанных осей локомотивов, которые нелегко снять для ремонта.Они используются для сварки железнодорожных путей. Реакции термитов также можно использовать для отделения тонких кусков металла, если по какой-либо причине горелка не работает.

В небольшом глиняном горшочке находится термитная смесь. На фото он реагирует при высокой температуре и в конечном итоге образует расплавленный металл, который присоединится к железнодорожным путям под ним.

Реакции термитов также используются в военных целях. Смеси термитов часто используются с дополнительными компонентами в качестве зажигательных устройств — устройств, которые вызывают возгорание.Реакции термитов также полезны для обезвреживания вражеского оружия: артиллерийское орудие не работает так хорошо, когда в его стволе есть дыра из-за термитной реакции!

Ключевые вынос

  • Изменение энергии химической реакции можно использовать в расчетах стехиометрии.

Упражнения

  1. Напишите эквивалентности, которые подразумевает это сбалансированное термохимическое уравнение.

    PCl 3 (г) + Cl 2 (г) → PCl 5 (г) Δ H = -87,9 кДж
  2. Напишите эквивалентности, которые подразумевает это сбалансированное термохимическое уравнение.

    2SO 3 (г) → 2SO 2 (г) + O 2 (г) Δ H = 197,9 кДж
  3. Сколько килоджоулей выделяется, когда 17.8 моль CH 4 (г) реагируют?

    CH 4 (г) + 2O 2 (г) → CO 2 (г) + 2H 2 O (ℓ) Δ H = −890,1 кДж
  4. Сколько килоджоулей поглощается при реакции 0,772 моль N 2 (г)?

    N 2 (г) + 2NO (г) → 2N 2 O (г) Δ H = 73,8 кДж
  5. Сколько килоджоулей поглощается, когда 23.09 моль C 6 H 6 (ℓ)?

    6C (т) + 3H 2 (г) → C 6 H 6 (ℓ) Δ H = 49,0 кДж
  6. Сколько килоджоулей выделяется при реакции 8,32 моля Mg?

    2Mg (тв) + O 2 (г) → 2MgO (тв) Δ H = -1 213 кДж
  7. Глюкоза является основным топливом, метаболизируемым в клетках животных:

    C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O Δ H = −2,799 кДж

    Сколько энергии выделяется при 100.0 г C 6 H 12 O 6 реагирует?

  8. По термохимическому уравнению

    2Al (s) + Fe 2 O 3 (s) → Al 2 O 3 (s) + 2Fe (s) Δ H = −850,2 кДж

    сколько энергии выделяется при производстве 288 г Fe?

  9. По термохимическому уравнению

    2CO 2 (г) → 2CO (г) + O 2 (г) Δ H = 566 кДж

    сколько энергии поглощается при 85.2 г CO 2 реагирует?

  10. По термохимическому уравнению

    2Na + (водн.) + SO 4 2- (водн.) → Na 2 SO 4 (с) Δ H = 819,8 кДж

    сколько энергии поглощается при реакции 55,9 г Na + (водн.)?

  11. NaHCO 3 разлагается при нагревании:

    2NaHCO 3 (с) → Na 2 CO 3 (с) + CO 2 (г) + H 2 O (ℓ) Δ H = 91.5 кДж

    Какая масса NaHCO 3 разлагается на 256 кДж?

  12. HgO разлагается при нагревании:

    2HgO (т) → 2Hg () + O 2 (г) Δ H = 181,6 кДж

    Какую массу O 2 можно получить при 100,0 кДж?

  13. Для термохимического уравнения

    Fe 2 O 3 (с) + 3SO 3 (г) → Fe 2 (SO 4 ) 3 (с) Δ H = −570.2 кДж

    какая масса SO 3 необходима для выработки 1 566 кДж?

  14. Для термохимического уравнения

    H 2 (г) + Br 2 (ℓ) → 2HBr (г) Δ H = −72,6 кДж

    какая масса HBr образуется при выделении 553 кДж энергии?

ответов

  1. 1 моль PCl 3 ⇔ 1 моль Cl 2 ⇔ 1 моль PCl 5 ⇔ -87.9 кДж

Рамановская спектроскопия многослойного графена, эпитаксиально выращенного на 4H-SiC с помощью джоулева теплового разложения

Аннотация

Мы разработали метод разложения при джоулевом нагреве (JHD), который применяет постоянный ток к SiC для эпитаксиального роста многослойного графена (MLG) пленки на кремниевой стороне (0001) высоколегированной подложки 4H-SiC.По этому методу JHD время роста для приготовления MLG составляло всего несколько минут. Рамановская спектроскопия использовалась для изучения влияния температуры, вызванной джоулевым нагревом, на качество и однородность образца. Затем были детально изучены другие свойства, такие как деформация, номер слоя и электрические характеристики МЛГ. Было обнаружено, что качество MLG существенно зависит от температуры роста (рабочий ток) и времени роста, в то время как номер слоя зависит только от температуры роста, но не от времени роста.Наконец, менее дефектный и однородный МЛГ (~ 45 слоев) с площадью ~ 12 × 5 мм 2 может быть получен при температуре нагрева ~ 1470 ° C с продолжительностью 5 мин. При использовании метода линейных линий передачи удельное контактное сопротивление Au и MLG составляло 5,03 × 10 -5 Ом · см 2 , а сопротивление листа составляло 52,36 Ом / кв.

Ключевые слова: Углеродные материалы, Полупроводники, Раман

Предпосылки

Графен, как монослой атомов углерода (C) с двумерной сотовой решеткой, вызвал обширные исследования из-за его замечательных механических, электронных и термических свойств в последнее десятилетие [1, 2].Его механические и фотоэлектронные характеристики делают его идеальным материалом для наноэлектроники, тонкопленочных транзисторов, прозрачных электродов и фотоэлектроники для печати [3, 4]. На сегодняшний день исследовано несколько методов синтеза крупномасштабного и качественного графена. Механическое отщепление графена от высокоориентированного пиролитического графита дает высококачественные монослои графена небольшого размера [5]. Химическое осаждение из паровой фазы (CVD) углеводородов используется для эпитаксиального роста графена большой площади на поверхности переходных металлов, таких как Ni или Cu [6, 7].Недавно Ли и его сотрудники разработали метод выращивания чешуек графена непосредственно на кремнии без содержания металла методом CVD, но размер графена все еще был очень мал [8]. Термическое разложение карбида кремния (SiC), при котором атомы кремния (Si) сублимируются, и поверхность, обогащенная углеродом, сохраняется для зарождения эпитаксиального слоя графена (EG), кажется многообещающим методом для производства EG на большой площади, хорошо качество и высокая эффективность [9]. Основным преимуществом этого метода является то, что графен может быть эпитаксиально выращен на поверхности SiC и напрямую применен к оптоэлектронным и электронным устройствам на основе SiC без переноса [10, 11], что позволяет избежать дефектов или повреждений, вызванных процессом переноса. графена, полученного методами расщепления или CVD.

Недавно появились сообщения о нескольких методах термического разложения для роста ЭГ, таких как высокочастотный индукционный нагрев [12], лазерный нагрев [13] и другие методы нагрева [14]. По сравнению с этими методами, мы разработали метод разложения джоулева нагрева (JHD), применяя постоянный ток (DC) к SiC для генерации джоулева нагрева на поверхности SiC. Регулируя постоянный ток, температуру нагрева на поверхности SiC можно было изменять от ~ 1230 до 1600 ° C или выше. Основные преимущества метода JHD по сравнению с другими методами термического разложения для приготовления ЭГ заключаются в том, что температура выращивания ЭГ на поверхности SiC может быть достигнута за несколько секунд, а размер графенового слоя может быть равен размеру SiC. субстрат, который был подготовлен с соответствующим соотношением длины и ширины.Таким образом, метод JHD можно рассматривать как недорогой и высокоэффективный метод роста ЭГ на SiC. В этой статье были изучены спектры комбинационного рассеяния многослойного графена (MLG), эпитаксиально выращенного на 4H-SiC с помощью JHD, чтобы понять влияние рабочего тока, температуры роста и времени роста на структурные и электрические свойства MLG.

Методы / Экспериментальная часть

Рост графена на 4H-SiC

Двухдюймовые пластины 4H-SiC N-типа (толщина 350 мкм, ~ 0,02 Ом см) были приобретены у SICC Materials Co., Ltd. Изготовленная на заказ вакуумная камера и керамический куб с двумя алюминиевыми (Al) и четырьмя маленькими молибденовыми (Mo) электродами в качестве нагревательной платформы были использованы для выращивания графена. Пластины были разрезаны на несколько кусков подложек размером 25 мм × 5 мм с помощью режущей машины перед тем, как тщательно обработать ультразвуком с использованием метанола, ацетона и этанола три раза с последующей влажной химической очисткой RCA. После сушки потоком N 2 поместите подложку SiC между электродами Mo на нагревательной платформе, которая была подключена к источнику постоянного тока, как показано на рис.. Затем основание было помещено в вакуумную камеру, в которой давление воздуха будет понижено до ~ 10 -6 Торр, с последующим приложением постоянного тока к SiC для генерации большого количества джоулева тепла. При подаче постоянного тока от 2,79 до 3,43 А температура поверхности SiC может быть увеличена достаточно сильно для роста графена. После выращивания графена образцы охлаждались в вакуумной камере более 4 ч перед характеризацией.

a Принципиальная схема платформы для роста MLG от JHD.На вставке было изображение SiC в процессе нагрева. b Рамановские спектры SiC и MLG, выращенных на 4H-SiC (0001) при различных температурах роста в течение 5 мин. c Рамановские спектры MLG, выращенного на 4H-SiC (0001) при 1470 ° C в течение 2, 5 и 10 мин соответственно. d Рамановские спектры, полученные по обведенным кружком пятнам A, B и C, отмеченным на вставке a на том же образце. Образец был приготовлен при 3,24 А в течение 5 мин.

Характеристика образца

Подложки SiC были вырезаны на автоматическом станке для резки с шлифовальным кругом ZSH-406.Температуру поверхности образца измеряли инфракрасным термометром MI16MB18 от Sensortherm. Рамановская спектроскопия проводилась с помощью конфокальной микроскопической системы WITec alpha 300RA, состоящей из лазера с длиной волны 488 нм и спектрографа UHTS 300 (решетка 600 линий / мм, фокусное расстояние 30 см), соединенных с охлаждаемым Пельтье детектором на ПЗС. Атомно-силовой микроскоп (AFM) (SPA-400) использовался для характеристики морфологии MLG до и после травления. Травление MLG проводили индуктивно связанной плазмой (ICP) 98 A с 30 sccm O 2 в течение 60 с.Au наносили на MLG испарением с использованием той же системы, что и в процессе роста. Золотую проволоку нагревали до медленного испарения, прикладывая к ней постоянный ток, который закрепляли поверх образца MLG. С помощью литографии мы подготовили контакт Au-графен и измерили ВАХ методом линейных линий передачи (LTLM). IV проводился с использованием измерителя источника Keithley 2410 и электрометра системы Keithley 6514 при комнатной температуре.

Результаты и обсуждение

Четыре образца MLG были приготовлены с применением различных DC 2.79, 3,05, 3,24 и 3,43 A на подложках SiC, и DC поддерживались стабильными в течение 5 мин во время синтеза графена. С увеличением ДК температуры в центре подложек составляли ~ 1230, 1350, 1470 и 1600 ° C соответственно. После завершения роста MLG образцы исследовали методом спектроскопии комбинационного рассеяния света. Как показано на рис., Наблюдались несколько пиков, соответствующих графену, которые были идентифицированы по трем основным полосам: (i) индуцированная дефектом D-полоса на частоте ~ 1370 см -1 , (ii) плоскостная колебательная G-полоса на частоте ~ 1600 см -1 , и (iii) двухфононная 2D-полоса на частоте ~ 2750 см -1 [15].По сравнению с однослойным графеном с микромеханическим расщеплением (MCG), важным наблюдением было то, что полосы G (~ 1600 см -1 ) и 2D (~ 2750 см -1 ) MLG значительно смещаются в сторону более высоких частот по сравнению с полосами MLG. G (1580 см −1 ) и 2D (2673 см −1 ) МКГ [16]. Может быть несколько причин, вызвавших значительные сдвиги полосы G (~ 20 см -1 ) и полосы 2D (~ 77 см -1 ). Ni проиллюстрировал, как деформационный эффект эпитаксиального графена на 6H-SiC изменяет постоянную решетки графена и дополнительно влияет на частоты комбинационного рассеяния [16].Другие сообщили, что легирование могло вызвать синий сдвиг пиков G и 2D [17–19], но этот эффект был очень слабым по сравнению с вышеупомянутым. Здесь синий сдвиг полос G и 2D может быть объяснен эффектом деформации, который был вызван рассогласованием решеток графена и подложки SiC [16]. На рис. 2 мы наблюдали появление соответствующих полос G и D графена из красного спектра, взятого из образца MLG, приготовленного при ~ 1230 ° C. Высокое значение I D (интенсивность полосы D), деленное на I G (интенсивность полосы G) ( I D / I G ), и нет очевидных доказательств того, что 2D-полоса указала на множество дефектов и плохую кристалличность графена.Причина может заключаться в том, что атомы C не могли получить достаточно кинетической энергии для процесса реконструкции графена при такой низкой температуре роста [20]. При увеличении температуры нагрева до ~ 1350 ° C значение I D / I G уменьшилось с ~ 1,01 до ~ 0,38, что указывает на то, что MLG имеет более низкое соотношение дефектов. Симметричная 2D-полоса с полной шириной на полувысоте (FWHM) ~ 72 см -1 дополнительно продемонстрировала кристаллизацию MLG и ее лучшее качество.А низкая интенсивность комбинационного рассеяния SiC доказала, что приготовленные нами образцы были многослойным графеном [21]. При дальнейшем увеличении температуры роста до 1470 ° C, I D / I G продолжали снижаться до ~ 0,06, что указывает на дальнейшее уменьшение количества дефектов. Кроме того, полоса 2D имела небольшое красное смещение. Мы предполагаем, что на границе раздела между MLG и SiC может наблюдаться снятие напряжения, поскольку при более высокой температуре джоулева нагрева образуется больше слоев графена [16].Мы также исследовали MLG, полученную при ~ 1600 ° C, с помощью рамановской спектроскопии. Однако наблюдалось более высокое значение I D / I G (~ 0,43), что указывает на увеличение количества дефектов. Наша гипотеза заключалась в том, что это могло произойти из-за высоких скоростей графитизации в процессе сублимации неравновесного вакуума, и, таким образом, это вызвало больше поверхностных дислокаций или гофр на поверхности MLG [14]. Кроме того, наблюдались дальнейшие красные смещения полос D, G и 2D, что означало большее снятие напряжения и, таким образом, было синтезировано больше слоев графена [16].

Затем мы сосредоточились на влиянии времени обработки JHD на рост MLG. Поскольку I D / I G MLG, выращенного при 1470 ° C, было самым низким, три образца были приготовлены при постоянном токе 3,24 A (~ 1470 ° C) в течение 2, 5 и 10 мин. соответственно, а спектры КР показаны на рис. I D / I G MLG, выращенного в течение 5 минут, было около 0,06, что было ниже, чем у другого, выращенного в течение 2 минут (~ 0,41) и 10 минут (~ 0.29), что указывает на то, что MLG, выращенная в течение 5 мин, имела наименьшее количество дефектов. Причина может заключаться в том, что 2 минуты были слишком короткими для атомов C, чтобы восстановить однородные слои графена, и иногда возникали дефекты графена, такие как неоднородность, неоднородность и беспорядок упаковки. Однако 10 минут могут быть слишком длинными для роста MLG, так как на них будут влиять остаточные газы в камере и, таким образом, возникнут дефекты [22]. По мере увеличения времени красного смещения положения пика G или 2D на рис. 4 не наблюдалось, что указывает на то, что напряжение между слоями графена и подложкой должно быть почти одинаковым для этих образцов.Неизменная деформация может заключаться в том, что количество слоев графена практически не увеличилось, поскольку I G / I 2D были почти такими же (2,7 в течение 2 минут, 3,0 в течение 5 минут и 2,8 в течение 10 минут). ) и I SiC / I G практически не изменились, где I SiC — интенсивность рамановской полосы (при ~ 1520 см −1 ) для 4H-SiC [21] .

Из-за разницы в теплопроводности мощность джоулева нагрева на контактной поверхности электродов из SiC и Mo будет уходить быстрее.В этом случае центр подложки будет иметь самую высокую температуру во время процесса JHD, в то время как, если бы пятно было ближе к электродам Mo, температура нагрева была бы ниже. Поэтому рамановскую спектроскопию использовали для характеристики MLG из различных пятен (как показано на вставке к рис.) На образце, приготовленном при постоянном токе 3,24 А, и результаты показаны на рис. Расстояние составляет около 3 мм между положениями C и B и около 6 мм между положениями B и A. Спектры комбинационного рассеяния света A и B показали довольно низкое значение: I D / I G , а также симметричные 2D-полосы, указывающие на небольшое количество дефектов.Незначительное изменение I G / I 2D и I SiC / I G также подтвердило аналогичное количество слоев MLG между этими двумя позициями. Кроме того, отсутствие четких рамановских сдвигов полос G и 2D также продемонстрировало однородность MLG. Таким образом, мы смогли синтезировать площадь ~ 12 × 5 мм 2 MLG с хорошей однородностью слоев графена методом JHD.

Для дальнейшего изучения однородности MLG на рис.проиллюстрировано оптическое изображение образца, охарактеризованного из области А на вставке к фиг. а. На рис. 2 показано, что большая часть цветового контраста поверхности была довольно ровной, за исключением некоторых темных точек. Мы обнаружили, что эти темные точки имеют самую высокую интенсивность 2D-полосы, как показано на рамановском картировании на рис. На рисунке показаны спектры комбинационного рассеяния света соответствующей области, отмеченной кружками на рис. 2 другим цветом. Он также показал, что интенсивность полос G и 2D из темных точек (черный кружок) была намного выше, чем в другой области.Кроме того, положение пика полос G и 2D было немного сдвинуто в красную область. Гипотеза заключалась в том, что для образования графена предпочтительны участки винтовых дислокаций или других дефектов (темные точки в нашей работе) на поверхности SiC [23], а скорость разложения SiC, а также рост графена, будет быстрее, чем в другой области. На рисунке показана полная ширина на полувысоте (FWHM) 2D-полосы, которая была довольно однородной, за исключением областей, где присутствовали дефекты SiC.

a Оптическое изображение образца MLG, которое было подготовлено при 3,24 A в течение 5 минут и охарактеризовано от центра. b Рамановское отображение интенсивности 2D-полосы из отмеченной области в пунктирном квадрате a . c Рамановские спектры по отмеченным кружкам в b . d Рамановское отображение для FWHM 2D-полосы

Чтобы исследовать количество слоев графена, которые мы приготовили при ~ 1470 ° C в течение 5 минут, мы использовали АСМ для характеристики образца MLG после травления ICP, как показано на рис.. Протравленный О 2 , между МЛГ и протравленной частью была терраса. На вставке к рис. 1 также видно различие контраста, при этом светлая часть не травится, а темная часть протравливается. А высотные профили террасы в разных положениях на АСМ-изображении проиллюстрированы на рис. Чтобы еще раз подтвердить существование графена после травления, спектры комбинационного рассеяния были сняты в пятнах с травлением ICP и без него, как показано на рис. Неочевидные полосы D, G или 2D доказали, что графен полностью вытравлен.Затем мы измерили среднюю разность высот между MLG и травленой частью с учетом профилей высоты, и это значение составило ~ 15,46 нм, что означает, что количество слоев графена было ~ 45 (расстояние между слоями было ~ 0,34 нм) [24]. Кроме того, среднеквадратичное значение (RMS) увеличилось с 0,84 до 2,79 нм после ICP-травления, что может быть связано с разницей в скорости разложения SiC, вызванной дефектами, и, следовательно, с образованием шероховатой поверхности SiC после роста графен.

АСМ-изображение MLG с наполовину вытравленным методом ICP-травления, которое было получено в красном квадрате вставки.На вставке — изображение образца MLG, светлая часть закрыта MLG. МЛГ синтезировали при 1470 ° C в течение 5 мин. b профили террасы по высоте в разных положениях на АСМ-изображении. Средняя высота террасы ~ 15.46 нм. c Рамановские спектры образца a , красный и черный спектры соответствовали образцу до и после травления

Затем мы исследовали электрические свойства MLG (синтезированного при ~ 1470 ° C в течение 5 мин).При комнатной температуре мы измерили ВАХ соседних Au электродов LTLM, как показано на рис. Согласно уравнениям [25],

R T = ( ρ с / Z ) d + 2R C ≈ ( ρ с / Z ) ( d + 2L T )

1

a ВАХ контакта Au-графен-Au. На вставке схематическая диаграмма LTLM. b Линейная подгонка полного контактного сопротивления Au омического контакта в зависимости от расстояния контактных площадок от 5 до 20 мкм

Тогда как R T — полное сопротивление, ρ s — лист сопротивление, R C — контактное сопротивление, ρ c — удельное контактное сопротивление, Z — ширина MLG (40 мкм), d — расстояние между Au электродами ( 5, 10, 15 и 20 мкм соответственно), а L T — длина линии передачи электроэнергии.Путем линейной подгонки экспериментальных данных, как показано на рис., Мы могли получить R C и L T . Согласно уравнениям. (1) и (2), ρ s и ρ c были рассчитаны как 52,36 Ом / кв и 5,03 × 10 −5 Ом · см 2 , соответственно.

Работа

Работа

Работа


Определение работы

Работа может быть определена как произведение силы, используемой для перемещения объект, умноженный на расстояние, на которое объект перемещен.

w = F x d

Представьте себе систему, состоящую из образца аммиака, заключенного в поршень и цилиндр, как показано на рисунке ниже. Предположим, что давление газа на поршень просто уравновешивает вес поршня, так что объем газа остается постоянным. В настоящее время Предположим, что газ разлагается с образованием азота и водорода, увеличивая количество газа частицы в контейнере.Если температура и давление газа поддерживаются постоянными, это означает, что объем газа должен увеличиваться.

2 NH 3 ( г ) N 2 ( г ) + 3 H 2 ( г )

Объем газа может увеличиваться за счет частичного выталкивания поршня из цилиндра.Объем проделанной работы равен произведению силы, действующей на поршень, на время. расстояние, на которое перемещается поршень.

w = F x d

Давление ( P ), которое газ оказывает на поршень, равно силе (F) с которым он толкает поршень, разделенный на площадь поверхности ( A ) поршень.

Таким образом, сила, оказываемая газом, равна произведению его давления на площадь поверхности поршня.

F = P x A

Подстановка этого выражения в уравнение, определяющее работу, дает следующее результат.

w = ( P x A ) x d

Произведение площади поршня на расстояние, на которое перемещается поршень, равно изменение, которое происходит в объеме системы при расширении газа. Условно, изменение громкости обозначается символом V .

В = A x d

Следовательно, величина работы, совершаемой при расширении газа, равна произведению давление газа умножается на изменение объема газа.

| w | = P V


Джоуль — Измерение тепла и работы

По определению, один джоуль — это работа, выполненная, когда сила в один ньютон используется для перемещения объект один метр.

1 Дж = 1 Н · м

Поскольку работа может быть преобразована в тепло и наоборот, система СИ использует джоуль для измерять энергию в виде тепла и работы.


Первый закон термодинамики: сохранение Энергия

Первый закон термодинамики гласит, что энергия не может быть создана или уничтожен.Система может набирать или терять энергию. Но любое изменение энергии системы должно сопровождаться эквивалентным изменением энергии окружающей среды, потому что полная энергия Вселенной постоянна. Первый закон термодинамики можно описать по следующему уравнению.

E унив. = E sys + E surr = 0

(индексы univ , sys и surr обозначают вселенную, система и ее окружение.)


Внутренняя энергия

Энергию системы часто называют ее внутренней энергией , потому что она представляет собой сумму кинетической и потенциальной энергий частиц, образующих систему. Потому что это отсутствие взаимодействия между частицами, единственный вклад во внутреннюю энергию идеального газ — кинетическая энергия частиц. Внутренняя энергия идеального газа равна поэтому прямо пропорциональна температуре газа.

(В этом уравнении R — постоянная идеального газа, а T — температура газа в единицах Кельвина.)

Хотя трудно, если не невозможно, написать уравнение для более сложных систем, внутренняя энергия системы по-прежнему прямо пропорциональна ее температура. Таким образом, мы можем использовать изменения температуры системы для отслеживания изменения его внутренней энергии.

Величина изменения внутренней энергии системы определяется как разница между начальным и конечным значениями этой величины.

E sys = E окончательный E начальный

Поскольку внутренняя энергия системы пропорциональна ее температуре, E положительный, когда температура системы увеличивается.


Первый закон термодинамики: взаимопревращение тепла и труда

Энергия может передаваться между системой и ее окружением, пока энергия полученная одним из этих компонентов Вселенной равна энергии, потерянной разное.

E sys = — E surr

Энергия может передаваться между системой и ее окружением в виде тепло ( q ) или работать ( w ).

E sys = к + к

Когда тепло проникает в систему, оно может повышать температуру системы или может Работа.

q = E sys w

Знаковое соглашение между внутренней энергией системы и тепло , которое пересекает границу между системой и ее окружением, дается на рисунке ниже.

  • Когда тепло, поступающее в систему, увеличивает температуру системы, внутренний энергия системы увеличивается, а E положительный.
  • Когда температура системы снижается из-за выхода тепла из системы, E отрицательный.

Знаковое соглашение между работой и внутренней энергией система показана в левой части рисунка ниже.

  • Когда система работает с окружающей средой, энергия теряется, и E отрицательный.
  • Когда окружение работает с системой, внутренняя энергия системы становится больше, поэтому E положительный.

Взаимосвязь между объемом работы, выполняемой системой при ее расширении, и изменение объема системы ранее описывалось следующим уравнением.

| w | = P V

На рисунке выше показано, что условное обозначение для работы расширения может быть включено записав это уравнение следующим образом.

w = — P V


Государственные функции

Когда уравнения соединяют два или более свойства, которые описывают состояние системы, они называются уравнениями состояния .Например, закон идеального газа — это уравнение состояния.

PV = nRT

Функция состояния с зависит только от состояния системы, а не от путь, используемый для перехода в это состояние.

Температура — это функция состояния. Сколько бы раз мы ни нагревали, ни охлаждали, ни расширяли, сжать или иным образом изменить систему, чистое изменение температуры зависит только от от начального и конечного состояний системы.

Т = T окончательный T начальный

То же самое можно сказать об объеме, давлении и количестве молей газа в образец. Все эти величины являются государственными функциями.

Тепло и работа — это , а не государственные функции. Работа не может быть государственной функцией, потому что пропорционально расстоянию, на которое перемещается объект, которое зависит от используемого пути от начального до конечного состояния.Если работа не является государственной функцией, то тепло не может быть государственная функция тоже. Согласно первому закону термодинамики изменение внутренняя энергия системы равна сумме тепла и переданной работы между системой и ее окружением.

E sys = к + к

Если E не зависит от пути перехода от начального к конечному состоянию, а от количества работы зависит от используемого пути, количество отдаваемого или поглощенного тепла должно зависеть на пути.

Термодинамические свойства системы, являющиеся функциями состояния обычно обозначаются заглавными буквами ( T , V , P , E и т. д. на). Термодинамические свойства, не являющиеся функциями состояния, часто описываются формулой строчные буквы ( q и w ).


Измерение тепла калориметром

Количество тепла, выделяемого или поглощаемого в химической реакции, можно измерить с помощью калориметр, подобный показанному на рисунке ниже.

Поскольку реакция происходит в герметичном контейнере при постоянном объеме, работа расширение происходит во время реакции. Тепло, выделяемое или поглощаемое реакцией, равно следовательно, равняется изменению внутренней энергии системы в течение реакция:

E sys = q В .

Количество тепла, выделяемого или поглощаемого водой в калориметре, может быть рассчитывается исходя из теплоемкости воды.

Heat — это экстенсивное количество . Самый распространенный подход к преобразованию измерение теплоты в интенсивном количестве — это вычисление теплоты реакции в единиц килоджоулей на моль. Результатом этого расчета является величина, известная как молярных долей. теплота реакции . По определению, молярная теплота реакции — это тепло, выделяемое или поглощается реакцией, выражается в килоджоулей на моль одного из реагентов в реакции.


Химическая реактивность


Термин энергия обычно используется во многих контекстах, но редко в четко определенном виде. У ускоряющегося автомобиля значительная кинетическая энергия преобразуется в тепловую энергию и работу (разрыв металлических и пластиковых компонентов), если автомобиль врезается в каменную стену. Снег, накопившийся на крутой горе, имеет значительную потенциальную энергию , которая превращается в лавине сначала в кинетическую энергию, а затем в тепло и работает, поскольку лавина охватывает леса и города и в конечном итоге останавливается.В этих примерах потенциальная и кинетическая энергия направлены (ориентированы) в пространстве, тогда как выделяемое тепло состоит из случайного движения молекул.

Химики озабочены как физическими, так и химическими изменениями, а также связанной с ними энергией. Химические реакции включают образование и разрыв ковалентных связей, и эти превращения имеют энергетические последствия. Тепло — наиболее распространенная форма энергии, вводимая в химические реакции или выделяемая в результате, но также могут быть задействованы свет, электрический ток и звук.Кроме того, если в результате реакции образуются газы, работа, выполняемая с окружающей средой путем объемного расширения, становится частью энергетического баланса, а во взрывных реакциях может быть основным следствием. Конечно, реакции, в которых потребляется газ, претерпевают противоположное изменение объема, и работа над системой выполняется окружением.
Традиционной единицей тепловой энергии, используемой химиками-органиками, является калорий , определяемая как тепло, необходимое для повышения температуры 1 грамма воды на 1 ° C (с 14.От 5 до 15,5 ° C). Обратите внимание, что эта калория не совпадает с калорией, используемой для пищевых целей. В 1960 году была введена пересмотренная метрическая система, основанная на семи фундаментальных единицах, и получившаяся единица энергии SI составляет джоуль (Дж) . Джоуль — это единица, производная от трех основных единиц (массы, длины и времени), и используется для выражения тепла и работы. И джоуль, и калория невелики, поэтому теплоту реакции принято выражать в килокалориях (ккал) или килоджоулей (кДж) на моль.Для взаимного преобразования калорий (или ккал) и джоулей (или кДж) можно использовать следующие коэффициенты:

1 кал = 4,184 Дж

1 Дж = 0,2388 кал

Ковалентная связь молекулы хлора представляет собой простой пример изменений энергии, связанных с разрывом и образованием связей. Эта связь может быть разорвана под действием тепла или света, и было определено, что для гомолиза связи требуется 57,9 ккал / моль (242,3 кДж / моль).Это показано в первой из следующих реакций; вторая реакция описывает процесс образования обратной связи. Энергия, поглощенная или высвобождаемая в этих реакциях, называется энергией диссоциации связи . Если энергия диссоциации связи вводится из окружающей среды в виде тепла, говорят, что преобразование будет эндотермическим . Если тепло переходит из системы в окружающую среду, превращение называется экзотермическим . Используя нашу исходную терминологию, мы можем сказать, что ковалентно связанная система имеет более низкую потенциальную энергию, чем несвязанная двухатомная система.Действительно, полезно думать об экзотермических реакциях как о переходе от более высокоэнергетического (менее стабильного) состояния реагента к более низкоэнергетическому (более стабильному) состоянию продукта, как показано на диаграмме справа. Некоторые основные принципы энергетики реакций обсуждались ранее.

Cl _ Cl + heat ____ > 2Cl •

Эндотермическое превращение

2Cl • ____ > Cl _ Cl + heat

Экзотермическое превращение

В более сложных химических реакциях некоторые (или даже все) связи, удерживающие вместе атомы реагента и молекулы продукта могут быть разорваны, в то время как другие связи образуются.Для разрыва связей требуется энергия, а поскольку разные связи имеют разную энергию разрыва связи, часто в ходе реакции происходит значительное изменение общей энергии. Например, при горении метана все шесть связей в молекулах реагентов разрываются, и в молекулах продуктов образуются шесть новых связей (уравнение 1). Чтобы анализировать такие реакции, нам необходимо отслеживать и систематически отслеживать изменения температуры.

10322

(1) CH 4 + 2 O 2

CO 2 + 2 H 2 O + heat

Реагенты

Продукция



Термодинамика

1.Энтальпия

Наука, изучающая переход энергии из одной системы в другую и преобразование энергии из одной формы в другую, называется термодинамикой . Классическая термодинамика — это статистическая наука, в которой наблюдения проводятся на макроскопических образцах. Тепловая энергия или теплосодержание обозначается как энтальпия , символ H . Изменение энтальпии при физическом или химическом превращении записывается как ΔH , что определяется как H продукты — H реагенты .Из-за этого формализма, который справедлив и для других термодинамических функций, экзотермических реакций имеют отрицательную ΔH, а эндотермические реакции имеют положительную ΔH . Тщательные калориметрические измерения тепла, выделяемого при сгорании метана (уравнение 1 выше), позволяют установить ΔH = -212,8 ккал / моль для этой реакции.
Чтобы объединить и использовать термохимические данные такого рода, было определено стандартное состояние . Считается, что это форма, в которой вещество стабильно при 25 ° C и давлении в одну атмосферу (760 торр).Для растворов стандартным состоянием является концентрация 1M. Стандартные состояния некоторых типичных веществ перечислены в следующей таблице.

Необходимо проявлять осторожность, чтобы определить наиболее стабильную фазу или форму, которую данное вещество примет в стандартных условиях. В случае воды это жидкая фаза, а в случае углерода — графит, а не алмаз. Относительная энтальпия различных соединений может быть затем выражена как теплоты образования , символ ΔHº f , как отмечено в правом столбце. По определению теплота образования элемента в его стандартном состоянии составляет 0,0 ккал / моль . Реакции с участием элементов затем используются для определения ΔHº f полученных соединений. Знак градуса вверху справа от символа энтальпии (например, ) обозначает измерение, выполненное в стандартных условиях.
Для примеров прямого и косвенного определения теплоты пласта щелкните по вышеприведенной таблице. Первые два уравнения показывают, как измеряются теплоты образования воды и диоксида углерода. Второй щелчок по диаграмме отображает косвенный метод определения ΔHº f метана.

2. Энергия облигаций

Большинство значений теплоты образования отрицательные, что отражает сильные ковалентные связи и более низкую энтальпию, которые характерны для стабильных соединений по сравнению с их элементами. Однако обнаружено, что некоторые стабильные соединения имеют положительную теплоту образования, например.г. бензол и ароматические углеводороды с конденсированным кольцом, что делает неразумным обобщение только на основе этих данных. Как мы уже отмечали, теплота реакции отражает энергии диссоциации связей, которые разрываются и образуются в результате реакции, но формализм установки элементарной теплоты образования равной нулю затемняет энергии диссоциации ковалентных связей двухатомных элементов, таких как H 2 , O 2 , N 2 и Cl 2 . Элементы, которые имеют твердое стандартное состояние (например, углерод), представляют еще более сложную проблему энергии диссоциации связи.К счастью, можно с точностью определить энергию диссоциации двухатомных элементов и соединений нетермодинамическими методами, и вместе с термодинамическими данными такая информация позволяет составить таблицу средних энергий связи. Эти энергии связи или , энтальпии диссоциации связи всегда положительны, поскольку они представляют собой эндотермический гомолиз ковалентной связи. Следует подчеркнуть, что для обычных ковалентных связей, обнаруживаемых в многоатомных молекулах (например,г. C-H и C-C) это средних энтальпий диссоциации , в отличие от удельных энтальпий диссоциации связей, определенных для отдельных связей в указанных соединениях. Такие факторы, как гибридизация, штамм и конъюгация, могут существенно повышать или понижать эти числа.
Здравый смысл подсказывает, что молекулы, удерживаемые вместе прочными ковалентными связями, будут более стабильными, чем молекулы, построенные из более слабых связей. Ранее мы определили энергию диссоциации связи как энергию, необходимую для разрыва связи на нейтральные фрагменты (радикалы или атомы).Таким образом, сумму всех энергий связи молекулы можно считать ее энергией атомизации , то есть энергией, необходимой для полного разрушения молекулы на составляющие ее атомы. Если эту концепцию применить к реагентам и продуктам реакции, должно быть ясно, что существует общее состояние атомизации, и что общие энергии связи реагентов по сравнению с энергиями связи продуктов определяют изменение энтальпии реакции. Таким образом, если продукты имеют большую общую энергию связи, чем реагенты, реакция будет экзотермической, и обратное верно для эндотермической реакции.Следующая диаграмма иллюстрирует эту взаимосвязь для сжигания метана. Всегда помните, энергия связи — это энергия, которая должна быть введена для разрыва связи, и не является компонентом потенциальной энергии молекулы.

Энергии связи можно использовать для грубых расчетов энтальпий реакции. Для этого общие энергии связи молекул реагентов должны быть вычтены из общих энергий связи молекул продуктов, и полученный знак должен быть изменен.Эта операция описана выше для сжигания метана. Чтобы сравнить такой расчет с экспериментальной стандартной энтальпией реакции, необходимо добавить поправочные коэффициенты для теплоты конденсации (или плавления) для достижения стандартных условий состояния. В приведенном выше примере газообразная вода должна конденсироваться до жидкого состояния, выделяя 10,5 ккал / моль тепла. Как только это будет сделано, будет получена достаточно хорошая оценка стандартного изменения энтальпии.
Может быть полезно отметить, что потенциальная энергия данной молекулярной системы обратно пропорциональна ее полной энергии связи.В этом смысле потенциальная энергия реагентов метан + кислород больше, чем у продуктов двуокиси углерода + воды. В этой реакции потенциальная энергия теряется за счет преобразования в кинетическую (тепловую) энергию.


3. Энергия активации

Термодинамические расчеты и аргументы касаются только начального и конечного состояний системы. Путь, по которому происходит изменение, не рассматривается. Интуитивно можно было ожидать, что сильно экзотермические реакции будут происходить спонтанно, но обычно это неверно.Например, описанное выше горение метана не происходит самопроизвольно, а требует возникновения искры или пламени. Как только началось, тепло, выделяемое при сгорании, служит для поддержания реакции до тех пор, пока один или оба реагента не будут полностью израсходованы.
Аналогичным образом, бензол имеет теплоту образования +11,7 ккал / моль, что позволяет предположить, что он может самопроизвольно разлагаться на водород и углерод. Тем не менее, каждый химик знает, что бензол — это стабильная жидкость, которую можно очищать дистилляцией при 80 ° C без разложения.Ясно, что многие потенциально благоприятные реакции запрещены или замедлены существенными энергетическими барьерами для превращения.

Чтобы понять, почему некоторые реакции протекают легко (почти спонтанно), тогда как другие реакции протекают медленно, вплоть до того, что их невозможно наблюдать, нам необходимо рассмотреть промежуточные стадии, через которые реагирующие молекулы проходят на пути к продуктам.
Каждая реакция, в которой разрываются связи, обязательно будет иметь переходное состояние с более высокой энергией на пути реакции, который необходимо пройти, прежде чем могут образоваться продукты.Это верно как для экзотермических, так и для эндотермических реакций. Чтобы реагенты достигли этого переходного состояния, энергия должна поступать из окружающей среды, а молекулы реагентов должны ориентироваться соответствующим образом. Тепловая энергия, необходимая для поднятия реагентов до уровня энергии переходного состояния, называется энтальпией активации , ΔH . Дальнейшее рассмотрение этого вопроса и примеры профилей путей реакции, которые иллюстрируют переходные состояния, представлены в другом месте в этом тексте.Однако в этих вводных обсуждениях не делается различия между энтальпией и «потенциальной энергией». Как и ожидалось, скорость протекания химических реакций в значительной степени обратно пропорциональна их энтальпиям активации и зависит от концентраций реагентов. Изучение скорости реакции называется химической кинетикой.


4. Стабильность

Распространенное использование термина стабильность подразумевает объект, систему или ситуацию, которые, вероятно, останутся неизменными в течение значительного периода времени.Однако в химии мы часто говорим о двух видах стабильности.
Термодинамическая стабильность : Энтальпия или потенциальная энергия соединения относительно исходного состояния. В отношении экзотермических реакций можно сказать, что продукты термодинамически более стабильны, чем реагенты. Обратное будет верно для эндотермических реакций.
Химическая стабильность : Устойчивость соединения или смеси соединений к химическим изменениям (реакции).Это явно пропорционально энергиям активации всех возможных реакций. Как отмечалось выше, бензол термодинамически нестабилен по сравнению с элементарным углеродом и водородом, но он химически стабилен в нормальных лабораторных условиях, даже при смешивании с некоторыми реактивными соединениями, такими как бром. Химически нестабильные соединения или смеси часто называют лабильными .

Когда скорости реакций и равновесия между реагентами и продуктами тщательно изучены, становится очевидным, что общие изменения энтальпии и энтальпии активационных барьеров сами по себе недостаточны для объяснения наблюдений.Требуется модифицированная функция энергии, называемая свободной энергией . Эта термодинамическая функция описана в следующих двух разделах.


5. Энтропия

Энтальпия — не единственная термодинамическая функция, которая влияет на общие изменения энергии, скорости и равновесие химических и физических превращений. Два примера послужат демонстрацией этого факта.
Во-первых, пентаоксид азота представляет собой нестабильное твердое вещество, которое подвергается спонтанному и эндотермическому разложению до диоксида азота и кислорода, как показано ниже.Ясно, что для этого разложения должен действовать какой-то другой фактор, кроме изменения энтальпии.

N 2 O 5 (твердый)

2 NO 2 (газ) + 1/2 O 2 (газ)

ΔHº = +26,2 ккал / моль

Во-вторых, плавление твердых тел (например, льда) и испарение жидкостей (например, воды) являются эндотермическими процессами. Поскольку межмолекулярное притяжение способствует сжижению газов и затвердеванию жидкостей за счет снижения энтальпии конденсированной фазы, наш мир был бы замороженным куском твердого вещества, если бы энтальпия была единственным регулирующим фактором.

Что общего в этих двух случаях, что могло бы объяснить их поведение?
В первом примере две четко определенные молекулы в твердом состоянии распадаются на пять отдельных молекул продукта, причем все они находятся в газообразном состоянии. Второй пример аналогичным образом описывает прогрессию от высокоупорядоченного массива молекул в твердом состоянии к менее упорядоченному собранию в виде жидкости и, наконец, к почти случайному неупорядоченному газообразному состоянию. Такое расположение, благоприятствующее беспорядку, кажется универсальным, о чем свидетельствует неспособность перетасованной колоды карт выстроиться в упорядоченные масти.Термодинамическое название этой тенденции к случайности или беспорядку — энтропия , символ S . Энтропия возрастает спонтанно, поскольку большая случайность или беспорядок в системе имеет более высокую статистическую вероятность. Возвращаясь к примеру с колодой карт, можно сказать, что количество различных способов расположения 52 карт очень велико (52!), И лишь небольшая часть из них может быть упорядочена каким-либо заметным образом. Следовательно, неупорядоченное состояние более вероятно, чем упорядоченное.
Поскольку беспорядок, создаваемый движением молекул, увеличивается с температурой, единицы энтропии, eu , представляют собой калории на градус Кельвина на моль. Только различия в энтропии имеют значение, поэтому стандартная энтропия состояния вещества — это разница между его энтропией при 298º K (25º C) и его энтропией при абсолютном нуле (определяемом как 0 в соответствии с третьим законом термодинамики). Стандартные энтропии состояний некоторых элементов и соединений приведены в следующей таблице. Следует отметить две очевидные тенденции: газы имеют более высокую энтропию, чем жидкости или твердые тела того же размера, а молекулы, состоящие из многих атомов, имеют более высокие энтропии, чем двухатомные или трехатомные молекулы.

900,2 9123 912 912 Бензол
Стандартные государственные энтропии, Sº, репрезентативных веществ

Газы

Жидкости

Твердые вещества

H 2 31,2 (кал / град. Моль) Br 2 18,412 (кал / град. графит 1,4 (кал / град моль)
O 2 49,0 H 2 O 16.8 C алмаз 0,6
CO 2 53,2 Циклогексан 49,2 I 2 14,0
41,9 NaCl 17,2

Изменение энтропии при физическом или химическом преобразовании записывается как ΔS и определяется как S продукты — S реагенты .Это то же обозначение, которое используется для представления изменения энтальпии, а знак ΔS указывает на аналогичное изменение направления. Таким образом, положительный знак ΔS означает увеличение энтропии при переходе от реагентов к продуктам, а отрицательный знак связан с уменьшением энтропии.

Следует отметить, что данный знак для ΔSº интерпретируется иначе, чем для ΔHº. Соответственно, отрицательный ΔHº связан с экзотермическим и энергетически благоприятным превращением; но отрицательный ΔSº указывает на увеличение порядка в системе (менее случайная система), и это энтропийно невыгодно.В зависимости от случая, в котором они применяются, эти две функции могут дополнять (поддерживать) друг друга или действовать в противовес. При тщательном изучении ставок и равновесий необходимо рассчитать последствия этой взаимосвязи.
Поскольку энтропия увеличивается пропорционально случайности или статистической вероятности состояния, полезно идентифицировать и описывать некоторые общие химические превращения, которые приводят к значительным изменениям энтропии (| ΔSº | относительно велико). Примеры этого можно найти в конце этой главы.

1. Для данного общего числа атомов процесс, который преобразует несколько больших молекул во множество меньших молекул, происходит со значительным увеличением энтропии (ΔSº равно +).
2. Если общее количество молекул остается неизменным, процесс, который превращает одну молекулярную разновидность в смесь различных молекул, происходит со значительным увеличением энтропии (ΔSº равно +).
3. Обычно переход из конденсированной фазы (твердой или жидкой) в газообразное происходит со значительным увеличением энтропии (ΔSº равно +).
4. Реакции ионизации в растворе осложняются эффектами сольватации. Ожидаемое увеличение энтропии от первого фактора, перечисленного выше, может быть компенсировано ориентацией молекулы растворителя относительно ионов. Такое упорядочение молекул растворителя вызывает уменьшение ΔSº.

Приведенное выше описание энтропии отражает традиционный или классический взгляд, который в настоящее время подвергается значительному пересмотру. Этот пересмотр посвящен изменениям в микроскопическом распределении энергии среди большого числа поступательных, вращательных и колебательных квантовых состояний.Вместо макроскопической концепции порядка и беспорядка внимание сосредоточено на концентрации или распределении энергии в молекулярных системах. Два фундаментальных принципа состоят в том, что энергия самопроизвольно рассеивается, если этому не препятствуют (например, энергетические барьеры активации), и что изменение энтропии является мерой молекулярной энергии движения, которая была рассеяна (или сконцентрирована) в системе (как функция абсолютной температуры).
Чтобы лучше понять это новое описание, читателю предлагается посетить энтропийный веб-сайт, созданный профессором Фрэнком Ламбертом.

6. Бесплатная энергия

Взаимодействие между энтальпией и изменениями энтропии в химических реакциях лучше всего наблюдать, изучая их влияние на константы равновесия обратимых реакций. С этой целью определяется новая термодинамическая функция, называемая Свободная энергия (или Свободная энергия Гиббса), символ ΔG , как показано в первом уравнении ниже. Из этого уравнения должны быть очевидны две вещи. Во-первых, в случаях, когда изменение энтропии невелико, ΔG ≅ ΔH.Во-вторых, важность ΔS в определении ΔG возрастает с повышением температуры.

ΔGº = ΔHº — TΔSº

T = температура в ºK

Функция свободной энергии позволяет лучше понять термодинамические движущие силы, влияющие на реакции. Отрицательный ΔGº характерен для экзергонической реакции , которая является термодинамически благоприятной и часто самопроизвольной, как и таяние льда при 1 ºC.Точно так же положительное значение ΔGº характерно для эндергонической реакции , которая требует ввода энергии из окружающей среды.
В качестве примера отношения свободной энергии к энтальпии рассмотрим разложение циклобутана до этена, показанное в следующем уравнении. Стандартное состояние для всех соединений — газообразное.

Эта реакция является эндотермической, но увеличение количества молекул с одной (реагенты) до двух (продукты) приводит к большому положительному значению ΔSº.
При 25 ºC (298 ºK) ΔGº = 19 ккал / моль — 298 (43,6) кал / моль = 19 — 13 ккал / моль = +6 ккал / моль. Таким образом, изменение энтропии противодействует изменению энтальпии, но его недостаточно для изменения знака результирующего изменения свободной энергии, которое является эндергоническим. Действительно, циклобутан совершенно стабилен при хранении при комнатной температуре.
Поскольку вклад энтропии увеличивается с температурой, это энергетически невыгодное преобразование может быть выполнено путем повышения температуры.При 200 ºC (473 ºK) ΔGº = 19 ккал / моль — 473 (43,6) кал / моль = 19 — 20,6 ккал / моль = –1,6 ккал / моль. Теперь это экзергоническая реакция , и термический крекинг циклобутана до этена, как известно, происходит при более высоких температурах.

ΔGº = –RT lnK = –2.303RT logK

R = 1,987 кал / ºK моль T = температура в ºK K = константа равновесия

Второе уравнение, показанное выше, важно, поскольку оно демонстрирует фундаментальную связь ΔGº с константой равновесия K.Из-за отрицательной логарифмической связи между этими переменными отрицательный ΔGº генерирует K> 1, тогда как положительный ΔGº генерирует K-6 до 900 000, что вызывает предупреждение, указывая на большой дисбаланс, который подразумевают такие числа.

Введите значение в соответствующее поле и нажмите «Рассчитать».


7. Свободная энергия активации

Хотя все спонтанные превращения имеют отрицательные ΔGº s, не все экзергонические процессы являются спонтанными из-за энергетических барьеров для реакции.Наша предыдущая трактовка энергии активации была выражена в терминах энтальпии или потенциальной энергии. Теперь должно быть ясно, что если энтропийные факторы должны быть включены в активационный барьер, мы должны думать о свободной энергии активации , ΔG . Тогда определяющее уравнение принимает вид:

Теория переходного состояния предлагает равновесие между реагентами и переходным состоянием, поэтому каждую из функций в этом уравнении можно рассматривать как разность [ F Переходное состояние F Реагенты ], где F представляет собой H, S или G.Уравнения справа демонстрируют аналогичную экспоненциальную связь ΔGº с K eq и ΔG с k. Поскольку уравнение константы скорости дважды включает температурную переменную, а ΔG также изменяется с температурой, наблюдаемые скорости реакции явно зависят от температуры. Химики-органики используют эту взаимосвязь двумя способами. Во-первых, это эмпирическое правило, что повышение температуры реакции на 10 ° C примерно вдвое увеличивает скорость этой реакции.Во-вторых, поскольку это правило применимо также к сопутствующим реакциям, скорости таких побочных реакций также увеличиваются с температурой, иногда больше, чем желаемая реакция. Следовательно, практический выход желаемого продукта может фактически снизиться при более высоких температурах. Таким образом, более чистый (менее загрязненный) продукт часто получается при проведении реакции при самой низкой эффективной температуре, которая дает желаемый продукт.
Поскольку ΔG включает зависящий от температуры энтропийный фактор и экспоненциально связан с константой скорости k, исследования скорости реакции при различных температурах можно интерпретировать как получение параметров активации.Рассмотрим, например, реакции экзергонического замещения, которые имеют место, когда 1º-алкилбромид реагирует с тиофенилатом натрия, как показано в следующем уравнении. Тщательные исследования скорости, проведенные при 20º C в растворе метанола, дали константы скорости k, указанные во втором столбце таблицы ниже. Значения энтальпии и энтропии активации были получены путем измерений при различных температурах и приведены в третьем и четвертом столбцах таблицы.

R-CH 2 -Br + C 6 H 5 S (-) Na (+)

R-CH 2 -SC 6 H 5 + Na (+) Br (-)

42 42 метил 42 100 900 900 C1213 900

R-

k
(л / моль с * 10 4 )

ΔH
ккал / моль

ΔS
кал / град. Моль

ΔG
ккал / моль
+16.2 -7,5 +18,4
CH 3
бромистый этил
39 +18,1 -7,7 +20,35
900
бромид пропила 25,7 +17,7 -10,0 +20,6 C 3 H 7
-бромид бутил37 36.0 +20,6

Из этих данных мы можем вывести несколько характеристик переходных состояний, через которые должны проходить эти простые реакции. Начнем с того, что отрицательное значение ΔS указывает на более высокоупорядоченное переходное состояние, чем реагенты. Это согласуется с современными взглядами на переходное состояние S N 2, в котором две независимые молекулы реагента объединились, чтобы сформировать единый переходный комплекс.
Во-вторых, большая реакционная способность бромистого метила по сравнению с бромистым этилом в значительной степени связана с увеличением ΔH , предположительно из-за стерических препятствий для приближения нуклеофила с противоположной стороны углерода №1.
Наконец, снижение скорости реакции 1-пропил- и 1-бутилбромидов по сравнению с этилбромидом, хотя и менее выражено и почти одинаково в каждом случае, в первую очередь связано с возрастающим отрицательным значением ΔS . Было высказано предположение, что это происходит из-за ограничения конформационной подвижности связи C2-C3 алкильной группы в переходном состоянии. Из трех возможных ступенчатых конформаций в среднем одна будет значительно мешать нуклеофильному подходу, что на треть снижает вероятность достижения переходного комплекса.
В этом отношении следует отметить, что энтропия была связана со статистической вероятностью системы, W (количество эквивалентных способов расположения молекул), выражением: S = κ * lnW (κ — постоянная Больцмана = Р / Номер Авогадро)

Некоторые применения представленных здесь концепций и принципов к конкретным химическим системам представлены в разделах, доступных из следующего меню.

Аббревиатура / Подробная информация.

— Allie: аббревиатура / полная информация.

■ Поиск аббревиатуры и полной формы


Что такое Элли?

Allie — это служба поиска сокращений и полных форм, используемых в науках о жизни. Это решение проблемы, связанной с использованием в литературе множества сокращений, часто встречаются многозначные или синонимичные сокращения, затрудняет чтение и понимание научных статей, которые не имеют отношения к опыту читателя. Элли ищет сокращения и соответствующие им длинные формы в заголовках и рефератах во всем PubMed®, базе данных U.С. Национальная медицинская библиотека. PubMed хранит более 30 миллионов библиографической информации по наукам о жизни и подходит для извлечения аббревиатур, специфичных для предметной области, и их полных форм, встречающихся в реальной литературе.

Что могут делать пользователи с помощью Allie?
  • Пользователи могут искать длинные формы сокращений или сокращения длинных форм.
  • Можно получить библиографические данные, которые включают запрашиваемое сокращение или полную форму в заголовках или рефератах.
  • Пользователи также могут получать одновременно встречающиеся сокращения в заголовках и аннотациях.
  • Доступны интерфейсы SPARQL / REST / SOAP, которые позволяют пользователям обращаться к Allie из своих скриптов, программ и т. Д.
Видеоурок

Вы можете изучить Allie здесь (видеоурок).

Связанная публикация

См. Следующую публикацию:
Y. Yamamoto, A. Yamaguchi, H. Bono and T. Takagi, Allie: база данных и служба поиска сокращений и полных форм.», База данных, 2011: bar03.
PubMed Entry | Доступен полный текст статьи

Элли использует ALICE для извлечения пар сокращений и длинных форм вместе с идентификатором PubMed из данных PubMed. Подробности этого инструмента описаны в следующей публикации:
H. Ao и T. Takagi, «ALICE: алгоритм извлечения сокращений из MEDLINE.», J Am Med Inform Assoc., 2005 сентябрь-октябрь; 12 (5) : 576-86.
PubMed Entry | Доступен полный текст статьи

Обновление

Последнее обновление индекса: декабрь.8, 2021 (Ежемесячное обновление)

Скачать

Вы можете загрузить и использовать базу данных, используемую для Allie (Еженедельное обновление), в соответствии с условиями использования. [скачать сайт]


[РЕЗУЛЬТАТЫ]
Запрос (аббревиатура / полная форма) jhd / джоуль + нагрев + разложение
Сокращение / полная форма Поиск информации не найдено.

Пожалуйста, обращайтесь сюда, если у вас есть какие-либо вопросы или предложения.


Произошла ошибка при установке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

(Получите ответ) — Сколько джоулей тепла необходимо для повышения температуры …

Рабочий лист термохимии Инструкции: Этот рабочий лист будет сдан в начале урока в четверг, 25 октября. Решения будут опубликованы после занятий, поэтому этот рабочий лист не будет засчитан с опозданием. Внимательно покажите всю свою работу, чтобы получить полную оценку. Все необходимые константы / значения можно найти в учебнике или указать в задаче. 1. Сколько джоулей тепла необходимо для повышения температуры до 13?0 нг алюминия от -25 ° C до 350 ° C? 2. Рассчитайте? Esys, когда система выполняет 32 кДж работы, поскольку она поглощает 47 кДж тепла. 3. Объясните разницу между эндо- и экзотермическими реакциями. (Вашими словами, а не копированием определений.) Не забудьте также включить пояснения о химической энергии в продуктах и ​​реагентах, а также о потоке и преобразовании энергии. 4. Рассчитайте? Ho для этих реакций. В каждом случае укажите, является ли реакция экзотермической или эндотермической, и укажите, имеют ли продукты большее или меньшее количество химической энергии, чем реагенты.? Ho f Nh5Cl = 314,4 кДж / моль. а) SO2 (г) + ½ O2 (г)? SO3 (г) б) CaO (т) + h3O (ж)? Ca (OH) 2 (т) в) N2 (г) + 3 ч3 (г)? 2 Nh4 (г) г) C6H6 (ж) + 1½ O2 (г)? 6 C (т) + 3 h3O (l) e) Nh4 (г) + HCl (г)? Nh5Cl (s) 5. Используйте приведенные ниже термохимические уравнения, чтобы определить энтальпию реакции: 2CO2 (г) + 2h3O (l)? Ch4COOH (l) + 2O2 (г) ?? rxn = ??? C (s, графит) + O2 (г)? CO2 (г)? H2 = -197 кДж 2h3 (г) + O2 (г)? 2h3O (l)? H3 = -286 кДж Ch4COOH (l)? 2C (s, графит) + 2h3 (g) + O2 (g)? H4 = 244,5 кДж 6. При осторожном нагревании нитрат аммония Nh5NO3 разлагается.Nh5NO3 (s)? N2O (г) + 2 h3O (г) A. Рассчитайте? Ho rxn для реакции разложения. B. Рассчитайте q для реакции разложения 1,00 кг Nh5NO3. ? Ho f Nh5NO3 = -413,5 кДж / моль 7. Используйте приведенные ниже термохимические уравнения, чтобы определить энтальпию реакции: Ch3Cl2 (l) + h3 (g) + 3 / 2O2 (g)? COCl2 (г) + 2h3O (ж)? Hrxn = ??? COCl2 (г) + h3O (ж)? Ch3Cl2 (l) + O2 (г)? H2 = 28,5 кДж HCl (г)? ½ h3 (г) + ½ Cl2 (г)? H3 = 138 кДж 2HCl (г) + ½ O2 (г)? h3O (г) + Cl2 (г)? h4 = 63 кДж 8. A. Объясните своими словами, как калориметр бомбы используется для определения? H в кДж / моль компонента.Вы можете использовать уравнения, но вы также должны их объяснять. Обязательно укажите, как работает калориметр бомбы. Б. Объясните своими словами, как калориметр кофейной чашки используется для определения энергии, выделяющейся в реакции. Вы можете использовать уравнения, но вы также должны их объяснять. Обязательно укажите, как работает калориметр в кофейной чашке. C. Выделите сходства и различия каждого метода. 9. Система получает 425 Дж тепла и передает 425 Дж работы своему окружению. Каково изменение внутренней энергии системы (в Дж)? 10.A. Когда 50,0 мл 5,0 г / л нитрата серебра добавляют в калориметр кофейной чашки, содержащий 50,0 мл 5,0 г / л йодида натрия, с обоими растворами при 25 o C, какая масса образуется осадка йодида серебра? B. Используя значения? H ° f, рассчитайте? H ° rxn. (Подсказка: используйте только те компоненты, которые присутствуют в чистом ионном уравнении для реакции, которая дает твердый осадок.) C. Что такое раствор (предположим, что объемы являются аддитивными, а раствор имеет плотность и удельную теплоемкость вода)? 11.Лист золота весом 10,0 г и при температуре 18,0 ° C помещается плашмя на лист железа весом 20,0 г и при температуре 55,6 ° C. Какова конечная температура соединенных металлов? Предполагайте, что в окружающую среду не теряется тепло. 12. При сгорании 0,4196 г углеводорода выделяется 17,55 кДж тепла. Масса продуктов СО2 = 1,419 г и h3O = 0,290 г. А. Какова эмпирическая формула соединения? B. Какова молекулярная формула, если приблизительная молярная масса соединения составляет 76 г / моль? С.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *