Sådan måler du forbrændingsvarmen af paraffinvoks:en trin-for-trin kalorimetrivejledning

Af Amber Webb | Opdateret 30. august 2022

MrDamien/iStock/GettyImages

I kemi er forbrændingsvarmen kvantificerer den energi, der frigives, når et stof gennemgår fuldstændig oxidation. Bestemmelse af denne værdi for almindelige brændstoffer - såsom paraffinvoks - giver indsigt i energiomdannelsesprocesser, fra køretøjsmotorer til kalorierne i vores kost. Dette praktiske eksperiment bruger let tilgængelige materialer til at måle forbrændingsvarmen af et paraffinlys, hvilket giver en praktisk forståelse af termokemiske principper.

Eksperimentel procedure

1. Indstil kalorimeteret

Fyld en tom sodavandsdåse med præcis 100 ml koldt vand. Hæng et digitalt termometer i vandet ved hjælp af en stribe Sticky Tack, så det ikke rører dåsens vægge. Dette arrangement udgør et simpelt kalorimeter .

2. Forbered stearinlyset

Klip toppen af en anden sodavandsdåse for at efterlade en 1-2 tommer bred skive. Vej disken og noter dens masse. Vej paraffinlyset, og placer derefter lyset på skiven inde i kalorimeteret.

3. Start forbrænding

Mål den indledende vandtemperatur. Tænd stearinlyset, og løft derefter kalorimeteret med en tang, så flammen er lige over stearinlyset, hvilket sikrer tilstrækkelig luftstrøm. Hold sikker afstand for at undgå forbrændinger.

4. Registrer endelige data

Bemærk den maksimale vandtemperatur, når flammen slukker. Fjern stearinlyset og skiven, vej den resterende stearinlysmasse, og træk skivemassen fra for at opnå massen af voks, der brændte.

Dataanalyse

1. Massebrændt &temperaturstigning

Masse brændt =indledende kyndelmisse – afsluttende kyndelmisse.
ΔT =sluttemperatur – starttemperatur.

2. Termisk energioverførsel

Forudsat 1 ml vand ≈ 1 g, bruger eksperimentet 100 g vand. Vandets specifikke varmekapacitet er 4,18Jg⁻¹°C⁻¹.
Termisk energi (Q) =100g × ΔT × 4,18Jg⁻¹°C⁻¹.

3. Forbrændingsvarme

Forbrændingsvarme (ΔH_comb) =Q ÷ masse forbrændt (g). Resultatet er udtrykt i Jg⁻¹.

Påkrævede materialer

• Paraffinvokslys
• Køligt vand
• To tomme sodavandsdåser
• Tang
• Digitalt termometer (Celsius)
• Sticky Tack
• Nøjagtig balance
• Lettere

Sikkerhedsmeddelelse

Rør ikke ved kalorimeteret, mens det er varmt eller umiddelbart efter. Brug en tang og hold en sikker arbejdsafstand for at forhindre forbrændinger.