Sisu
Keemikud ja füüsikud kasutavad keemilise reaktsiooni käigus eralduva või neeldunud soojushulga mõõtmiseks kalorimeetriana tuntud tehnikat. Kalorimeeter koosneb tavaliselt vedelikuga, tavaliselt veega täidetud mahutist, termomeetrist temperatuuri jälgimiseks ja seadmest vee segamiseks. Kalorimeeter ise võib olla sama lihtne kui vahtpolüstürool tass. Kalorimeetria põhjal tehtud arvutused on seotud termodünaamika esimese seadusega, mis väidab, et energiat ei saa luua ega hävitada. Kalorimeetria korral tähendab see, et keemilise reaktsiooni käigus tekkiv soojus tuleb üle kanda kalorimeetrisse või täpsemalt kalorimeetri sees olevasse vette. Seega, kui keemik või füüsik saab mõõta veega neeldunud soojust, teavad nad reaktsiooni käigus eralduva soojuse kogust.
TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
Soojuskasvu saab kalorimeetri abil arvutada, mõõtes teada oleva vedeliku massi temperatuuri muutust, kui ka vedeliku soojusmaht on teada.
Mõõtke temperatuuri muutust
Arvutage kalorimeetris oleva vee temperatuuri muutus delta (T) vastavalt võrrandile delta (T) = lõpptemperatuur - algtemperatuur. Eeldades, et reaktsioon oli eksotermiline, st vabastab kuumuse, peaks delta (T) näitama positiivset väärtust. Kui reaktsioon oli endotermiline, st absorbeeris soojust, peaks delta (T) olema negatiivne. Seega, kui algtemperatuur oli 24,0 kraadi Celsiuse järgi ja lõplik temperatuur 33,4 kraadi, siis delta (T) = 33,4 - 24,0 = 9,6 kraadi Celsiuse järgi ja reaktsioon oli eksotermiline.
Leidke veemass
Arvutage vee mass kalorimeetris. Kui järgisite juhiseid, näiteks raamatus sisalduvat laboratoorset protseduuri, pidid juhised sisaldama sammu, kus mõõdeti näiteks fikseeritud veemaht näiteks mõõtesilindris või kalorimeetri tass. kaaluti enne ja pärast vee lisamist kaaluga. Kui mõõtsite fikseeritud mahtu vett, võrdub mass grammides ruumalaga milliliitrites. Kui kaalusite kalorimeetrit enne ja pärast vee lisamist, võrdub vee mass kalorimeetri ja vee massiga, millest lahutatakse tühja tassi mass. Näiteks kui tühi kalorimeetri tass kaalus 4,65 g ja kalorimeeter koos veega kaalus 111,88 g, siis oli vee mass 111,88 - 4,65 = 107,23 g.
Leidke saadud soojusenergia
Arvutage kalorimeetri abil Q saadud soojus vastavalt võrrandile Q = m * c * delta (T), kus m tähistab 2. etapis arvutatud vee massi, c tähistab vee soojusmahtu või 4,184 džaulit grammi kohta per Celsiuse kraad, J / gC ja delta (T) tähistab etapis 1 arvutatud temperatuuri muutust. Jätkates näites sammudest 1 ja 2, Q = 107,23 g * 4,144 J / gC * 9,6 C = 4,3 * 10 ^ 3 J ehk 4,3 kJ. See tähistab kalorimeetri neeldunud soojust.