Sådan beregnes varmen fra Calorimeter

Kemikere og fysikere bruger en teknik kendt som kalorimetri til at måle mængden af varme, der er afgivet eller absorberet under en kemisk reaktion. Kalorimeteret består generelt af en beholder fyldt med væske, sædvanligvis vand, et termometer til overvågning af temperatur og en anordning til omrøring af vandet. Kalorimeteret i sig selv kan være så simpelt som en Styrofoam kop. Beregninger fra calorimetry hængsel på den første lov om termodynamik, der siger, at energi ikke kan skabes eller ødelægges. Anvendt på kalorimetri betyder dette, at enhver varme, der produceres under en kemisk reaktion, skal overføres til kalorimeteret eller mere specifikt til vandet inde i kalorimeteret. Derfor, hvis kemiker eller fysiker kan måle den varme, der absorberes af vandet, ved de mængden af varme, der er afgivet ved reaktionen.

TL; DR (for lang; læste ikke)

Du kan beregne varmeforstærkning med et kalorimeter ved at måle ændringen i temperaturen for en kendt væskemasse, så længe væskens varmekapacitet også er kendt.
Mål ændringen i temperatur

Beregn ændringen i temperatur, delta (T), for vandet i kalorimeteret i henhold til ligningen delta (T) \u003d endelig temperatur - starttemperatur. Antaget, at reaktionen var eksoterm, dvs. at den frigav varme, skulle delta (T) udvise en positiv værdi. Hvis reaktionen var endoterm, dvs. den absorberede varme, skulle delta (T) være negativ. Hvis den indledende temperatur således var 24,0 grader Celsius, og den endelige temperatur var 33,4 grader Celsius, så var delta (T) \u003d 33,4 - 24,0 \u003d 9,6 grader Celsius, og reaktionen var eksotermisk.
Find vandmassen

Beregn vandmassen i kalorimeteret. Hvis du fulgte et sæt instruktioner, f.eks. Fra en laboratorieprocedure i en lærebog, skulle instruktionerne have inkluderet et trin, hvor enten et fast volumen vand blev målt i for eksempel en graderet cylinder, eller kalorimeterskoppen var vejes på en balance før og efter at vandet blev tilsat. Hvis du målte et fast volumen vand, vil massen i gram være lig med volumenet i milliliter. Hvis du vejer kalorimeteret før og efter tilsætning af vand, vil vandmassen være lig med kalorimetermassen og vandet sammen minus massen på den tomme kop. Hvis det tomme kalorimeterskål f.eks. Vejer 4,65 g og kalorimeter plus vand vejer 11,88 g, var vandmassen 111,88 - 4,65 \u003d 107,23 g.
Find varmen opnået -

Beregn den opnåede varme ved kalorimeteret Q ifølge ligningen Q \u003d m * c * delta (T), hvor m repræsenterer massen af vand beregnet i trin 2, c repræsenterer vandets varmekapacitet, eller 4.184 joule pr. gram pr. grad Celsius, J /gC og delta (T) repræsenterer ændringen i temperatur beregnet i trin 1. Fortsæt eksemplet fra trin 1 og 2, Q \u003d 107,23 g * 4,184 J /gC * 9,6 C \u003d 4,3 * 10 ^ 3 J, eller 4,3 kJ. Dette repræsenterer den varme, der er optaget af kalorimeteret.