Зміст
Якщо ви збираєтеся провести експеримент, щоб визначити кількість тепла, втраченого або отриманого в результаті хімічної реакції чи якогось іншого процесу, вам доведеться зробити це в контейнері. Ємність, що є калориметром, може бути простою, як чашка з пінопласту, або такою ж складною, як вибухозахищений контейнер, занурений у воду. Так чи інакше, він буде поглинати частину тепла, тому важливо його відкалібрувати, перш ніж проводити експеримент. Калібрування дає число, яке називається постійною калориметром. Його кількість теплової енергії, необхідної для підвищення температури калориметра на 1 градус Цельсія. Коли ви знаєте цю константу, ви можете використовувати калориметр для вимірювання питомої теплоти інших матеріалів.
Визначення постійної калориметра
Коли ви поєднуєте кількість речовини з однаковою кількістю тієї ж речовини при різній температурі і вимірюєте рівноважну температуру, ви повинні виявити, що вона знаходиться на середині між початковими температурами. То ідеалізація, хоча. Насправді частина тепла поглинається калориметром.
Один із способів калібрування калориметра - це змішування в ньому двох кількостей води при різних температурах і реєстрація рівноважної температури. Вода добре працює для цієї мети, тому що вона має легке в обробці специфічне тепло (Cс) 1 калорія на грам на градус Цельсія (4,186 джоулів / г ˚С). Влити відому кількість гарячої води (м1) в калориметр, що містить відому кількість холодної води (м2) і записують рівноважну температуру суміші. Ви побачите, що тепло, втрачене теплою водою, більше, ніж тепло, отримане холодною водою. Різниця - тепло, що поглинається калориметром.
Гаряча вода втрачає кількість теплової енергії, заданої q1 = м1СS∆T1, а холодна вода набирає суму, рівну q2 = м2СS∆T2. Кількість поглинає калориметр (q)1 - q2) = (m1 СS∆T1 ) - (м.)2СS∆T2). Температура калориметра підвищується на таку ж кількість, як і холодна вода, тому теплоємність калориметра, така ж, як і константа калориметра (куб. См), дорівнює (q1 - q2) ÷ ∆T2 cal / g ˚C або
cc = CS (м1∆T1 + м2∆T2) ÷ ∆T2 кал / г ˚С
Вимірювання питомої теплоти
Коли ви дізнаєтесь про його теплоємність, ви можете використовувати калориметр для обчислення питомої теплоти невідомої речовини. Нагрійте відому масу речовини (м1) до конкретної температури (Т1). Додайте його до калориметра, в який ви вже помістили іншу масу тієї ж речовини (м2) при більш прохолодній температурі (Т2). Зачекайте, коли температура прийде в рівновагу і запишіть цю рівноважну температуру (TЕ).
Ви знаходите питому теплоту речовини, використовуючи вищевказане рівняння, переставлене для вирішення для CS.
СS = (cc • ∆T2) ÷ (м1∆T1 + м2∆T2) cal / g ˚C.