Obsah
Chemici a fyzici používajú techniku známu ako kalorimetria na meranie množstva tepla vydávaného alebo absorbovaného počas chemickej reakcie. Kalorimeter sa všeobecne skladá z nádoby naplnenej kvapalinou, obvykle vodou, teplomeru na sledovanie teploty a zariadenia na miešanie vody. Samotný kalorimeter môže byť rovnako jednoduchý ako pohár z polystyrénu. Výpočty z kalorimetrie závisia od prvého zákona termodynamiky, v ktorom sa uvádza, že energia sa nemôže vytvárať ani ničiť. Pokiaľ ide o kalorimetriu, znamená to, že akékoľvek teplo vznikajúce počas chemickej reakcie sa musí preniesť na kalorimeter alebo presnejšie do vody vo vnútri kalorimetra. Preto ak chemik alebo fyzik dokáže zmerať teplo absorbované vodou, potom vedia množstvo tepla uvoľneného reakciou.
TL; DR (príliš dlho; neprečítané)
Zisk tepla môžete vypočítať pomocou kalorimetra meraním zmeny teploty známej hmoty kvapaliny, pokiaľ je známa aj jej tepelná kapacita.
Zmerajte zmenu teploty
Vypočítajte zmenu teploty, delta (T), vody v kalorimetri podľa rovnice delta (T) = konečná teplota - počiatočná teplota. Za predpokladu, že reakcia je exotermická, t.j. uvoľňuje teplo, delta (T) by mala vykazovať kladnú hodnotu. Pokiaľ bola reakcia endotermická, t.j. absorbovala teplo, potom delta (T) by mala byť negatívna. Ak teda počiatočná teplota bola 24,0 stupňov Celzia a konečná teplota bola 33,4 stupňov Celzia, potom delta (T) = 33,4 - 24,0 = 9,6 stupňov Celzia a reakcia bola exotermická.
Nájdite vodnú masu
Vypočítajte množstvo vody v kalorimetri. Ak ste postupovali podľa súboru pokynov, napríklad z laboratórneho postupu v knihe, mali by tieto pokyny obsahovať krok, v ktorom sa zmeral buď stály objem vody, napríklad v odmernom valci, alebo kalichová nádoba na kalorimeter. váženie na váhe pred a po pridaní vody. Ak ste zmerali pevný objem vody, hmotnosť v gramoch sa bude rovnať objemu v mililitroch. Ak ste vážili kalorimeter pred a po pridaní vody, potom sa hmotnosť vody rovná hmotnosti kalorimetra a vody spolu mínus hmotnosť prázdneho pohára. Napríklad, ak prázdna nádoba na kalorimeter vážila 4,65 ga kalorimeter plus voda vážila 111,88 g, potom bola hmotnosť vody 111,88 - 4,65 = 107,23 g.
Nájdite získané teplo
Vypočítajte teplo získané kalorimetrom Q podľa rovnice Q = m * c * delta (T), kde m predstavuje hmotnosť vody vypočítanú v kroku 2, c predstavuje tepelnú kapacitu vody alebo 4,184 joulov na gram na stupeň Celzia, J / gC a delta (T) predstavuje zmenu teploty vypočítanú v kroku 1. Pokračovaním príkladu z krokov 1 a 2, Q = 107,23 g * 4,184 J / gC * 9,6 C = 4,3 * 10 ^ 3 J alebo 4,3 kJ. Toto predstavuje teplo absorbované kalorimetrom.