Obsah
Ak chcete vykonať experiment na určenie množstva tepla strateného alebo získaného pri chemickej reakcii alebo nejakom inom procese, musíte to urobiť v nádobe. Kontajner, ktorý je kalorimetrom, by mohol byť jednoduchý ako polystyrénový pohár alebo sofistikovaný ako kontajner odolný proti výbuchu ponorený do vody. V každom prípade absorbuje určité množstvo tepla, preto je dôležité ho pred vykonaním experimentu kalibrovať. Kalibrácia vám poskytne číslo nazývané kalorimetrická konštanta. Je to množstvo tepelnej energie potrebnej na zvýšenie teploty kalorimetra o 1 stupeň Celzia. Keď viete túto konštantu, môžete pomocou kalorimetra merať špecifické teplo iných materiálov.
Stanovenie kalorimetrickej konštanty
Ak skombinujete množstvo látky s rovnakým množstvom tej istej látky pri inej teplote a zmeráte rovnovážnu teplotu, mali by ste ju nájsť v polovici medzi počiatočnými teplotami. To je však idealizácia. V skutočnosti sa časť tepla absorbuje kalorimetrom.
Jedným zo spôsobov, ako kalibrovať kalorimeter, je zmiešanie dvoch množstiev vody v nej pri rôznych teplotách a zaznamenanie rovnovážnej teploty. Voda na tento účel funguje dobre, pretože má ľahko zvládnuteľné špecifické teplo (Cs) 1 kalórie na gram na stupeň Celzia (4,166 Joulov / g ° C). Nalejte známe množstvo horúcej vody (m1) do kalorimetra obsahujúceho známe množstvo studenej vody (m2) a zaznamenajte rovnovážnu teplotu zmesi. Zistíte, že teplo stratené teplou vodou je viac ako teplo získané studenou vodou. Rozdiel je teplo absorbované kalorimetrom.
Horúca voda stráca množstvo tepelnej energie získanej pomocou q1 = m1CSAT1a studená voda získa množstvo rovnajúce sa q2 = m2CSAT2, Množstvo, ktoré kalorimeter absorbuje, je (q1 - q2) = (m1 CSAT1 ) - (m2CSAT2). Teplota kalorimetra stúpa o rovnaké množstvo ako studená voda, takže tepelná kapacita kalorimetra, ktorá je rovnaká ako kalorimetrická konštanta (cc), je (q)1 - q2) ÷ ∆T2 cal / g ˚C alebo
cc = CS (m1AT1 + m2AT2) ÷ ∆T2 cal / g ° C
Meranie merného tepla
Keď už viete, aká je jeho tepelná kapacita, môžete na výpočet špecifického tepla neznámej látky použiť kalorimeter. Zohrejte známu hmotnosť látky (m1) na špecifickú teplotu (T1). Pridajte ju do kalorimetra, do ktorého ste už umiestnili ďalšiu hmotu rovnakej látky (m2) pri nižšej teplote (T2). Počkajte, kým teplota nedosiahne rovnováhu, a zaznamenajte túto rovnovážnu teplotu (TE).
Špecifické teplo látky nájdete pomocou vyššie uvedenej rovnice, ktorá je usporiadaná tak, aby bola vyriešená pre C.S.
CS = (cc • ∆T2) ÷ (m1AT1 + m2AT2) cal / g ° C.