Tartalom
Ha kísérletet fog végezni a kémiai reakcióban vagy más eljárásban elvesztett vagy elnyert hőmennyiség meghatározására, akkor ezt tartályban kell elvégeznie. A tartály, amely a kaloriméter, lehet egyszerű, mint például habszivacs csésze, vagy olyan kifinomult, mint egy vízbe merített robbanásbiztos tartály. Akárhogy is, elnyeli a hő egy részét, ezért fontos a kalibrálás, mielőtt elvégzi a kísérletet. A kalibrálás megad egy számot, amelyet kalorimeter állandónak hívnak. Ez a hőenergia mennyisége, amely ahhoz szükséges, hogy a kaloriméter hőmérséklete 1 Celsius fokkal megemelkedjen. Miután megismerte ezt az állandó értéket, felhasználhatja a kalorimétert más anyagok fajlagos hőének mérésére.
A kaloriméter állandójának meghatározása
Ha egy anyagmennyiséget ugyanazzal az anyagmennyiséggel kombinál, eltérő hőmérsékleten, és megméri az egyensúlyi hőmérsékletet, akkor meg kell találnia, hogy az a középérték között legyen a kezdeti hőmérsékletek között. De ez idealizáció. A valóságban a hő egy részét elnyeli a kaloriméter.
A kaloriméter kalibrálásának egyik módja kétféle víz keverése különböző hőmérsékleten és az egyensúlyi hőmérséklet felvétele. A víz erre a célra jól működik, mert könnyen kezelhető fajlagos hővel rendelkezik (Cs) 1 kalória / gramm per Celsius fok (4,186 Joule / g ˚C). Öntsön ismert mennyiségű forró vizet (m1) egy kaloriméterbe, amely ismert mennyiségű hideg vizet (m2) és rögzítse a keverék egyensúlyi hőmérsékletét. Meg fogja találni, hogy a meleg víz elveszíti több hőt, mint a hideg víz. A különbség a kaloriméter által elnyelt hő.
A forró víz elveszíti egy bizonyos hőenergiát, amelyet a q ad1 = m1CSAT1, és a hideg víz q értékkel növekszik2 = m2CSAT2. A kaloriméter által elnyelt mennyiség (q1 - q2) = (m1 CSAT1 ) - (m2CSAT2). A kaloriméter hőmérséklete ugyanolyan mértékben nő, mint a hideg víz, tehát a kaloriméter hőkapacitása, amely megegyezik a kaloriméter állandóval (cc), (q1 - q2) ÷ ∆T2 cal / g ˚C vagy
cc = CS (m1AT1 + m2AT2) ÷ ∆T2 cal / g ˚C
Fajlagos hőmérés
Miután megismerte annak hőkapacitását, kaloriméter segítségével kiszámíthatja egy ismeretlen anyag fajlagos hőjét. Melegítsük az anyag ismert tömegét (m1) egy meghatározott hőmérsékletre (T1). Adja hozzá azt a kalorimétert, amelybe már ugyanazon anyag újabb tömegét helyezett (m2) hűvösebb hőmérsékleten (T2). Várja meg, amíg a hőmérséklet egyensúlyba kerül, és rögzítse az egyensúlyi hőmérsékletet (TE).
A fenti egyenlet segítségével megtudhatja az anyag fajlagos hőjét, amelyet úgy alakítottak át, hogy megoldódjon C-reS.
CS = (cc • ∆T2) ÷ (m1AT1 + m2AT2) cal / g ˚C.