Sådan beregner du den kalorimeter, der er opnået

Kemikere og fysikere bruger en teknik kaldet kalorimetri til at måle mængden af ​​varme, der gives af eller absorberes under en kemisk reaktion. Kalorimeteret består generelt af en beholder fyldt med væske, sædvanligvis vand, et termometer til overvågning af temperaturen og en anordning til omrøring af vandet. Kalorimeteret selv kan være så simpelt som en Styrofoam-kop. Beregninger fra kalorimetri hængsel på den første lov af termodynamik, som siger, at energi ikke kan oprettes eller ødelægges. Anvendes til kalorimetri betyder det, at enhver varme, der produceres under en kemisk reaktion, skal overføres til kalorimeteret eller mere specifikt til vandet inde i kalorimeteret. Derfor, hvis kemikeren eller fysikeren kan måle den varme, der absorberes af vandet, kender de den mængde varme, der gives af reaktionen.

TL; DR (for lang tid, ikke læst)

Du kan beregne varmeforøgelse med en kalorimeter ved at måle temperaturændringen på en kendt væskemasse, så længe væskens varmekapacitet er kendt.

Måle temperaturændringen

Beregn temperaturændringen, delta (T), af vandet i kalorimeteret i overensstemmelse med ligningen delta (T) = sluttemperatur - starttemperatur. Forudsat at reaktionen var eksoterm, dvs. den frigjorte varme, skulle delta (T) udvise en positiv værdi. Hvis reaktionen var endotermisk, dvs. absorberet den varme, så skulle delta (T) være negativ. Således, hvis den oprindelige temperatur var 24,0 grader Celsius, og den endelige temperatur var 33,4 grader Celsius, så delt (T) = 33,4 - 24,0 = 9,6 grader Celsius, og reaktionen var eksoterm.

Find vandmassen

Beregn massen af ​​vand i kalorimeteret. Hvis du fulgte et sæt instruktioner, som f.eks. Fra en laboratorieprocedure i en lærebog, skulle instruktionerne have indeholdt et trin, hvor enten et fast volumen vand blev målt i for eksempel en gradueret cylinder eller kalorimeterskålen var vejes på en balance før og efter vandet blev tilsat. Hvis du måler et fast volumen vand, vil massen i gram være lig med volumenet i milliliter. Hvis du vejer kalorimeteret før og efter tilsætningen af ​​vand, vil vandmassen være lig med kalorimeterets masse og vand sammen minus massen af ​​den tomme kop. For eksempel, hvis den tomme kalorimeterskål vejer 4,65 g og kalorimeteret plus vand vejer 111,88 g, så var vandmassen 111,88 - 4,65 = 107,23 g.

Find varmen opnået

Beregn kalorimeterens varme, Q, ifølge ligningen Q = m * c * delta (T), hvor m repræsenterer den vandmængde, der er beregnet i trin 2, repræsenterer c vandets varmekapacitet eller 4,184 joules pr. gram pr. grad Celsius, J /gC og delta (T) repræsenterer temperaturændringen beregnet i trin 1. Fortsat eksemplet fra trin 1 og 2, Q = 107,23 g * 4,184 J /gC * 9,6 C = 4,3 * 10 ^ 3 J , eller 4,3 kJ. Dette repræsenterer varmen absorberet af kalorimeteret.