Sådan beregnes kalorimeter konstant

Hvis du skal gennemføre et forsøg for at bestemme mængden af ​​varme, der er tabt eller opnået i en kemisk reaktion eller anden proces, skal du gøre det i en beholder. Beholderen, som er kalorimeteret, kan være enkel som en Styrofoam-kop eller så sofistikeret som en eksplosionssikret beholder nedsænket i vand. På nogen måde vil det absorbere noget af varmen, så det er vigtigt at kalibrere det, før du udfører dit eksperiment. Kalibreringen giver dig et tal kaldet kalorimeterkonstanten. Det er den mængde varmeenergi, der kræves for at øge kalorimeterens temperatur med 1 grader Celsius. Når du kender denne konstant, kan du bruge kalorimeteret til at måle den specifikke varme af andre materialer.

Bestemmelse af kalorimeter konstant

Når du kombinerer en mængde af et stof med samme mængde af samme stof ved en anden temperatur og måle ligevægttemperaturen, bør du finde det at være halvvejs mellem de indledende temperaturer. Det er dog en idealisering. I virkeligheden bliver en del af varmen absorberet af kalorimeteret.

En måde at kalibrere en kalorimeter på er at blande to mængder vand i den ved forskellige temperaturer og optage ligevægtstemperaturen. Vand fungerer godt til dette formål, fordi det har en nem at håndtere specifik varme (C _{s) på 1 kalorie pr. Gram pr. Grad Celsius (4.186 Joules /g ˚C). Hæld i en kendt mængde varmt vand (m 1) i en kalorimeter indeholdende en kendt mængde koldt vand (m 2) og registrer blandingens ligevægtstemperatur. Du vil finde varmen tabt af varmt vand er mere end den varme, der er opnået af det kolde vand. Forskellen er varmen absorberes af kalorimeteret.}

Varmt vand taber en mængde varmeenergi givet af q _{1 = m 1C SΔT 1 og det kolde vand får et beløb svarende til q 2 = m 2C SAT 2. Den mængde kalorimeteret absorberer er (q 1 - q 2) = (m 1 C SAT 1) - (m 2C SΔ T 2). Temperaturen af ​​kalorimeteret stiger med det samme som det kolde vand, så kalorimeterets varmekapacitet, som er den samme som kalorimeterkonstanten (cc), er (q 1 - q 2) ÷ ΔT 2 cal /g ˚C eller}

cc = C _{S (m 1ΔT 1 + m 2ΔT 2) ÷ ΔT 2 cal /g ˚C}

Måler Specifik Heat

Når du har kendskab til dens varmekapacitet, kan du bruge en kalorimeter til at beregne den specifikke varme i et ukendt stof. Opvarm en kendt masse af stoffet (m _{1) til en bestemt temperatur (T 1). Tilføj det til kalorimeteret, hvor du allerede har placeret en anden masse af samme stof (m 2) ved en køligere temperatur (T 2). Vent til temperaturen kommer til ligevægt og optag den ligevægtstemperatur (T E).}

Du finder stoffets specifikke varme ved hjælp af ovenstående ligning, omarrangeres til at løse C _{S .}

C _{S = (cc • ΔT 2) ÷ (m 1ΔT 1 + m 2ΔT 2) cal /g ˚C.}