Зміст
- TL; DR (Занадто довго; Не читав)
- Компоненти калориметра
- Вимірювання тепловіддачі
- Вимірювання питомої теплоти
Калориметр може здатися фантастичним науковим обладнанням, але насправді це дуже простий прилад для вимірювання тепла, який ви можете виготовити вдома, використовуючи дві чашки кави. Часто використовується в експериментах наукових проектів, він вимірює кількість тепла, що бере участь у хімічному чи фізичному процесі, наприклад, теплопередачі або питомій температурі речовини.
TL; DR (Занадто довго; Не читав)
Температура рідини змінюється, коли вона набирає або втрачає енергію. Калориметр вимірює масу рідини та зміну температури рідини для визначення кількості енергії, отриманої або втраченої рідиною.
Компоненти калориметра
Калориметр має два судини: зовнішнє і внутрішнє. Повітря між двома посудинами виконує роль теплоізолятора, тобто немає (або мінімальний) теплообмін між тим, що знаходиться всередині внутрішньої посудини та зовнішнього середовища. У калориметрах, що використовуються в наукових лабораторіях, є волокно з волокна, виготовлене з ізоляційного матеріалу, щоб утримувати внутрішню посудину в центрі зовнішньої посудини. Вони включають термометр для вимірювання температури рідини у внутрішній посудині та мішалку для перемішування рідини та розподілення тепла по всій посудині. Калориметр в домашніх умовах легко зробити з чашок із полістиролу, кришки, термометра та мішалки. Однак калориметр «кавової чашки» дозволяє більше обмінюватися теплом з оточенням і дає менш точні результати.
Вимірювання тепловіддачі
Якщо в розчині в калориметрі відбувається екзотермічна реакція (хімічна реакція, яка виділяє енергію світлом або теплом), в розчині використовується тепло, яке підвищує його температуру. Якщо трапиться ендотермічна реакція (реакція, яка поглинає енергію з оточення), розчин втрачає тепло, що знижує його температуру. Різниця в температурі разом з питомою теплою і масою розчину дозволяє розробити, скільки тепла використовує реакція. Наприклад, якщо помістити гарячий шматок міді в прохолодну кількість води в межах калориметра, тепло буде надходити від міді до води. Температура міді буде знижуватися, а температура води зростати, поки вони не матимуть однакової температури (теплова рівновага). Ви не отримуєте або втрачаєте тепло під час процесу, оскільки калориметр дозволяє всьому теплопередачі відбуватися між двома речовинами.
Вимірювання питомої теплоти
Питома теплоємність - це кількість енергії, необхідної для зміни температури 1 градуса Цельсія на грам речовини, і вона змінюється між речовинами. Наприклад, питома теплоємність води становить 1,00 калорій / грам градусів Цельсія. Щоб визначити питому теплоту невідомого металу, помістіть нагрітий шматок металу у воду у внутрішню посудину калориметра. Виміривши кінцеву температуру металу і води, наприклад, найвищу температуру, досягнуту водою, ви можете розробити питому теплоту металу. Спочатку помножте масу води на питому теплоту води на зміну температури води, потім помножте масу металу на зміну температури металу. Розділіть свою першу відповідь на другу відповідь, щоб встановити питому теплоту металу.