常用单位为J·g-1·K-1。热容C的定义是系统吸收的微小热量5q除以温度升高dT,即c=5q/dT, 热容的S基本单位为J·K1 上述反应热的测量较简单,因为反应在水溶液中进行,反应本身不涉及 气体,而且放岀的热量不怎么大,可以全部被溶液所吸收。对于涉及气体的 反应,或者对于反应热很大,会使系统达到高温的反应,例如燃料的燃烧 情况就较复杂。这不仅需要特制的能够耐高压的密闭容器,而且还要另有能 够吸收热量的介质,如水等。常用的有弹式热量计,其主要仪器系一厚壁钢 制可密闭的容器叫做钢弹,如图1.1所示 测量反应热时,将已知质量的反应物(固态或液态,若需通入氧气使其 氧化或燃烧,氧气按仪器说明书充到一定的压力)全部装入该钢弹内,密封 后将钢弹安放在一金属(钢质)容器中,然后往此金属容器内加入足够的已 知质量的水,将钢弹淹没在金属容器的水中,并应与环境绝热(图1.1中在 金属容器与环境之间有一绝热外套)。精确测定系统的起始温度T1后,用电 火花引发反应,反应放出的热,能使系统(包括钢弹及内部物质、水和金属 容器等)的温度升高。温度计所示最高读数即为系统的终态温度T2° 弹式热量计所吸收的热可分为两个部分:一部分是加入的水所吸收的, 另一部分是钢弹及内部物质和金属容器等(简称钢弹组件)所吸收的。前 部分的热,以q(H20)表示,仍可按式(1.1)计算,只是溶液换成了水, 且由于是吸热,用正号表示,即 q(H20)=c(H20)·m(H20)·△T=c(H20)·△T 后一部分的热以q表示,钢弹及内部物质和金属容器等的热容的总和简称钢 弹组件的总热容,以符号c表示,则 qb=Cb·△T 显然,反应所放出的热等于水所吸收的热和钢弹组件所吸收的热,从而 可得 q=-{q(H20)+ab} C(H20)△T+cb·△T}=-E·△T(1.2) 常用燃料如煤、天然气、汽油等的燃烧反应热均可按此法测得(见1.4 节)。这里介绍一种火箭燃料联氨(又称为肼,NH4)燃烧反应热的测量 例1.1将0.50082H4(1)①2t0000000在盛有1210gH20的弹式热量计的钢弹内(通 入氧气)完全燃烧尽。系统的热力学温度由293.18K上升至294.82K。已知钢弹组件在实验温度时的 总热容为848J·K1。试计算在此条件下联氨完全燃烧所放出的热量 解:联氨在空气或氧气中完全燃烧的反应为 N2H4()+02(g)=N2(g)+2H20(1) 已知水的比热容为4.18J·g-1·K-1,根据式(1.2),对于0.500gN2H来说, q=-{c(H20)△T+Cb△T}=-{c(H20)+cb}△T -(4.18J·g-1·K-1×1210g+848J·K-1)(294.82K-293.18K -9690J=-9.69kJ②2t00004800071 注意:式(1.2)中的q是指一定量反应物在给定条件下的反应热;显然,此热量与所用反应物的 质量有关。上例所测得的热量-9.6%kJ是对0.500gNH4而言的,也可用-9.69kJ/0.500g(N2H4)表示。 若要以1moNH4计,则可乘以N2H4的摩尔质量MH4)=320g·mo-1,即常用单位为 J·g -1·K -1。热容 C 的定义是系统吸收的微小热量δq 除以温度升高 dT，即 C=δq/dT， 热容的 SI 基本单位为 J·K -1。 上述反应热的测量较简单，因为反应在水溶液中进行，反应本身不涉及 气体，而且放出的热量不怎么大，可以全部被溶液所吸收。对于涉及气体的 反应，或者对于反应热很大，会使系统达到高温的反应，例如燃料的燃烧， 情况就较复杂。这不仅需要特制的能够耐高压的密闭容器，而且还要另有能 够吸收热量的介质，如水等。常用的有弹式热量计，其主要仪器系一厚壁钢 制可密闭的容器叫做钢弹，如图 1.1 所示。 ■ 测量反应热时，将已知质量的反应物（固态或液态，若需通入氧气使其 氧化或燃烧，氧气按仪器说明书充到一定的压力）全部装入该钢弹内，密封 后将钢弹安放在一金属（钢质）容器中，然后往此金属容器内加入足够的已 知质量的水，将钢弹淹没在金属容器的水中，并应与环境绝热（图 1.1 中在 金属容器与环境之间有一绝热外套）。精确测定系统的起始温度 T1后，用电 火花引发反应，反应放出的热，能使系统（包括钢弹及内部物质、水和金属 容器等）的温度升高。温度计所示最高读数即为系统的终态温度 T2。 弹式热量计所吸收的热可分为两个部分：一部分是加入的水所吸收的， 另一部分是钢弹及内部物质和金属容器等（简称钢弹组件）所吸收的。前一 部分的热，以 q（H2O）表示，仍可按式（1.1）计算，只是溶液换成了水， 且由于是吸热，用正号表示，即 q（H2O）=c（H2O）·m（H2O）· △T=C（H2O）·△T 后一部分的热以 qb表示，钢弹及内部物质和金属容器等的热容的总和简称钢 弹组件的总热容，以符号 Cb表示，则 qb＝Cb·△T 显然，反应所放出的热等于水所吸收的热和钢弹组件所吸收的热，从而 可得： q＝－｛q（H2O）＋qb｝ ＝－｛C（H2O）△T＋Cb·△T｝＝－ΣC·△T（1.2） 常用燃料如煤、天然气、汽油等的燃烧反应热均可按此法测得（见 1.4 节）。这里介绍一种火箭燃料联氨（又称为肼，N2H4）燃烧反应热的测量。 例 1.1 将 0.500gN2 H4（l）①2t000048_0007_0 在盛有 1210gH2 O 的弹式热量计的钢弹内（通 入氧气）完全燃烧尽。系统的热力学温度由 293.18K 上升至 294.82K。已知钢弹组件在实验温度时的 总热容 Cb 为 848J·K -1。试计算在此条件下联氨完全燃烧所放出的热量。 解：联氨在空气或氧气中完全燃烧的反应为 N2H4(l)＋O2(g)＝N2(g)＋2H2O(l) 已知水的比热容为 4.18J·g-1·K-1，根据式(1.2)，对于 0.500gN2H4 来说， q＝－｛C(H2O)△T＋Cb△T｝＝－｛C(H2O) ＋Cb｝△T ＝－(4.18J·g-1·K-1× 1210g＋848J·K-1)(294.82K－293.18K) ＝－9690Ｊ＝－9.69kJ②2t000048_0007_1 注意：式(1.2)中的 q 是指一定量反应物在给定条件下的反应热；显然，此热量与所用反应物的 质量有关。上例所测得的热量-9.69kJ 是对 0.500 gN2H4 而言的，也可用-9.69kJ/0.500g(N2H4)表示。 若要以 1molN2H4 计，则可乘以 N2H4 的摩尔质量 M(N2H4)=32.0g·mol-1，即