Sisältö
Jos aiot tehdä kokeilun kemiallisessa reaktiossa tai muussa prosessissa menetetyn tai saavutetun lämmön määrän määrittämiseksi, se on tehtävä säiliössä. Säiliö, joka on kalorimetri, voi olla yksinkertainen styroksi-kuppina tai yhtä hienostunut kuin veteen upotettu räjähdyssuojattu säiliö. Joka tapauksessa se imee osan lämmöstä, joten on tärkeää kalibroida se ennen kokeen suorittamista. Kalibrointi antaa sinulle numeron, jota kutsutaan kalorimetrin vakiona. Sen lämpöenergian määrä, joka tarvitaan kalorimetrin lämpötilan nostamiseksi 1 celsiusasteella. Kun tiedät tämän vakion, voit käyttää kalorimetriä mittaamaan muiden materiaalien ominaislämpöä.
Lämpömittarin vakion määrittäminen
Kun yhdistät tietyn määrän ainetta samaan määrään samaa ainetta eri lämpötilassa ja mitat tasapainolämpötilan, sinun pitäisi löytää sen olevan puolivälissä alkuperäisten lämpötilojen välillä. Se on kuitenkin idealisointi. Todellisuudessa kalorimetri imee osan lämmöstä.
Yksi tapa kalorimetrin kalibroimiseksi on sekoittamalla siihen kaksi määrää vettä eri lämpötiloissa ja kirjaamalla tasapainolämpötila. Vesi toimii hyvin tähän tarkoitukseen, koska sillä on helposti käsiteltävä erityinen lämpö (Cs) 1 kaloria grammaa kohden Celsius-astetta (4,186 joulea / g ° C). Kaada tunnettu määrä kuumaa vettä (m1) kalorimetriksi, joka sisältää tietyn määrän kylmää vettä (m2) ja kirjaa seoksen tasapainolämpötila. Löydät lämpimän veden menetyksen olevan enemmän kuin kylmän veden aikaansaama lämpö. Ero on kalorimetrin absorboima lämpö.
Kuuma vesi menettää tietyn määrän lämpöenergiaa, joka annetaan q: lla1 = m1CSAT1, ja kylmä vesi saa määrän, joka on yhtä suuri kuin q2 = m2CSAT2. Kalorimetrin absorboima määrä on (q1 - q2) = (m1 CSAT1 ) - (m2CSAT2). Kalorimetrin lämpötila nousee samalla määrällä kuin kylmä vesi, joten kalorimetrin lämpökapasiteetti, joka on sama kuin kalorimetrin vakio (cc), on (q1 - q2) ÷ ∆T2 cal / g ˚C tai
cc = CS (m1AT1 + m2AT2) ÷ ∆T2 cal / g ˚C
Ominaislämmön mittaaminen
Kun tiedät sen lämpökapasiteetin, voit käyttää kalorimetriä laskeaksesi tuntemattoman aineen ominaislämpö. Kuumennetaan aineen tunnettu massa (m1) tiettyyn lämpötilaan (T1). Lisää se kalorimetriin, johon olet jo sijoittanut toisen massan samaa ainetta (m2) viileässä lämpötilassa (T2). Odota lämpötilan tasapainottamista ja kirjaa tasapainolämpötila (TE).
Löydät aineen ominaislämmön käyttämällä yllä olevaa yhtälöä, joka on järjestetty uudelleen ratkaisemaan C: lleS.
CS = (cc • ∆T2) ÷ (m1AT1 + m2AT2) cal / g ˚C.