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  • Comment calculer la chaleur libérée lors de réactions exothermiques

    Par Claire Gillespie – Mis à jour le 30 août 2022

    Certaines réactions chimiques libèrent de la chaleur, transférant de l'énergie thermique à leur environnement. Ceux-ci sont appelés exothermiques réactions, où « exo » signifie externe et « thermique » fait référence à la chaleur.

    Les processus exothermiques courants comprennent la combustion (brûlage), l'oxydation (rouille) et la neutralisation entre les acides et les bases. Les articles du quotidien tels que les chauffe-mains et les canettes de café auto-chauffantes dépendent de ces réactions.

    Référence rapide

    Pour déterminer la chaleur dégagée, utilisez la formule Q =m·c·ΔT :

    • Q – énergie thermique transférée (J)
    • m – masse du liquide ou de la substance (kg)
    • c – capacité thermique spécifique (Jkg⁻¹°C⁻¹)
    • ΔT – changement de température (°C)

    Chaleur par rapport à la température

    La température mesure la température d'un objet (°C ou °F). La chaleur est la quantité d'énergie thermique contenue dans un objet, exprimée en joules. Lorsque de la chaleur est ajoutée, la température augmente en fonction de la masse, de la composition et de l'énergie fournie de l'objet.

    Capacité thermique spécifique

    La capacité thermique spécifique (c ) est l’énergie nécessaire pour élever 1 kg d’une substance de 1°C. Exemples :

    • Eau :4 181 Jkg⁻¹°C⁻¹
    • Oxygène :918 Jkg⁻¹°C⁻¹
    • Plomb :128 Jkg⁻¹°C⁻¹

    Calculateur d'énergie thermique

    Pour calculer l'énergie nécessaire pour modifier la température d'une substance :

    Q =m × c × ΔT

    Q est l'énergie en joules, m est la masse en kilogrammes, c est la capacité thermique spécifique en Jkg⁻¹°C⁻¹, et ΔT est le changement de température en °C.

    Calculateur de chaleur dégagée – Exemple

    Supposons que 100 g d'un acide soient mélangés à 100 g d'une base, augmentant ainsi la température de 24°C à 32°C.

    La réaction de neutralisation peut être simplifiée comme suit :
    H⁺ + OH⁻ → H₂O

    Calculs :

    • Masse :(100 g + 100 g) ÷ 1 000 =0,2 kg
    • Capacité thermique spécifique de l'eau :4 186 Jkg⁻¹°C⁻¹
    • ΔT :32°C – 24°C =8°C
    • Q =0,2 kg × 4 186 Jkg⁻¹°C⁻¹ × 8 °C =6 688 J

    Ainsi, 6 688joules de chaleur sont dégagés.

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