Sisu
Kui kavatsete läbi viia katse keemilises reaktsioonis või mõnes muus protsessis kaotatud või saadud soojushulga kindlaksmääramiseks, peate seda tegema konteineris. Mahuti, mis on kalorimeeter, võib olla lihtne nagu vahtpolüstürool tass või sama keeruline kui vees sukeldatud plahvatuskindel konteiner. Mõlemal juhul neelab see osa soojusest, seetõttu on oluline see enne katse tegemist kalibreerida. Kalibreerimine annab teile arvu, mida nimetatakse kalorimeetri konstandiks. Selle soojusenergia kogus, mis on vajalik kalorimeetri temperatuuri tõstmiseks 1 kraadi võrra. Kui olete selle konstandi teada saanud, saate kalorimeetri abil mõõta teiste materjalide erisoojust.
Kalorimeetri konstandi määramine
Kui ühendate mõne aine koguse sama aine sama kogusega erineval temperatuuril ja mõõdate tasakaalutemperatuuri, peaksite leidma, et see on algtemperatuuride keskpaigas. See on idealiseerimine. Tegelikkuses neelab kalorimeeter osa soojusest.
Üks võimalus kalorimeetri kalibreerimiseks on segada selles erinevas temperatuuris kaks kogust vett ja registreerida tasakaalutemperatuur. Vesi töötab sellel eesmärgil hästi, kuna sellel on kergesti käsitsetav spetsiifiline soojus (Cs) 1 kalorit grammi kohta Celsiuse kraadi järgi (4,186 džauli / g ˚C). Valage teadaolevas koguses kuuma vett (m 2)1) kalorimeetrisse, mis sisaldab teadaolevat kogust külma vett (m2) ja registreerige segu tasakaalutemperatuur. Leiate, et sooja vee kadunud soojus on rohkem kui külma veega saadav soojus. Erinevus on kalorimeetri poolt neeldunud soojus.
Kuum vesi kaotab hulga soojusenergiat, mille annab q1 = m1CST1ja külma veega saavutatakse q-ga võrdne kogus2 = m2CST2. Kalorimeeter neelab (q1 - q2) = (m1 CST1 ) - (m2CST2). Kalorimeetri temperatuur tõuseb sama palju kui külma veega, seega on kalorimeetri soojusmaht, mis on sama, mis kalorimeetri konstant (cc), (q1 - q2) ÷ ∆T2 cal / g ˚C või
cc = CS (m1T1 + m2T2) ÷ ∆T2 cal / g ˚C
Spetsiifilise kuumuse mõõtmine
Kui olete teada selle soojusmahtuvuse, saate tundmatu aine erisoojuse arvutamiseks kasutada kalorimeetrit. Kuumutage teadaolevat aine massi (m1) kindla temperatuurini (T1). Lisage see kalorimeetrisse, millesse olete juba pannud sama aine sama massi (m 2)2) jahedamal temperatuuril (T2). Oodake, kuni temperatuur on tasakaalus, ja registreerige see tasakaalutemperatuur (TE).
Aine erisoojuse leiate ülaltoodud võrrandi abil, mis on ümber lahendatud C jaoksS.
CS = (cc • ∆T2) ÷ (m1T1 + m2T2) cal / g ˚C.