Conţinut
- TL; DR (Prea lung; nu a citit)
- Componente ale unui calorimetru
- Măsurarea transferului de căldură
- Măsurarea căldurii specifice
Un calorimetru ar putea suna ca un aparat de știință fantezist, dar este de fapt un dispozitiv de măsurare a căldurii foarte simplu pe care îl puteți face acasă folosind două căni de cafea. Adesea folosit în experimentele proiectului științific, măsoară cantitatea de căldură implicată într-un proces chimic sau fizic, cum ar fi transferul de căldură sau căldura specifică a unei substanțe.
TL; DR (Prea lung; nu a citit)
Temperatura lichidului se schimbă atunci când câștigă sau pierde energie. Un calorimetru măsoară masa lichidului și schimbarea temperaturii lichidului pentru a determina cantitatea de energie câștigată sau pierdută de lichid.
Componente ale unui calorimetru
Un calorimetru are două vase: un vas exterior și un vas interior. Aerul dintre cele două vase acționează ca un izolator de căldură, ceea ce înseamnă că nu există un schimb de căldură (sau minim) între ceea ce se află în interiorul vasului interior și mediul exterior. Calorimetrele utilizate în laboratoarele științifice au un inel din fibre confecționat din material izolant pentru a ține vasul interior în centrul vasului exterior. Acestea includ un termometru pentru a măsura temperatura lichidului în vasul interior și un agitator pentru a agita lichidul și a distribui căldura în întregul vas. Este ușor să faci un calorimetru acasă cu cupe de polistiren, capac, termometru și agitator. Cu toate acestea, un calorimetru „ceașcă de cafea” permite mai mult schimb de căldură cu împrejurimile sale și produce rezultate mai puțin precise.
Măsurarea transferului de căldură
Dacă o reacție exotermă (o reacție chimică care eliberează energie prin lumină sau căldură) se întâmplă într-o soluție într-un calorimetru, soluția folosește căldură, ceea ce ridică temperatura. Dacă se produce o reacție endotermică (o reacție care absoarbe energia din împrejurimile sale), soluția pierde căldură, ceea ce îi scade temperatura. Diferența de temperatură, împreună cu căldura specifică și masa soluției, vă permit să calculați cât de multă căldură folosește reacția. De exemplu, dacă așezați o bucată fierbinte de cupru într-o cantitate rece de apă într-un calorimetru, căldura va curge de la cupru la apă. Temperatura cuprului va scădea, iar temperatura apei va crește până când vor avea aceeași temperatură (echilibru termic). Nu câștigați sau pierdeți căldură în timpul procesului, deoarece calorimetrul permite transferul de căldură între cele două substanțe.
Măsurarea căldurii specifice
Căldura specifică este cantitatea de energie necesară pentru a produce o schimbare de temperatură de 1 grad Celsius pe gram de substanță și variază între substanțe. De exemplu, căldura specifică a apei este de 1,00 grade calorie / gram Celsius. Pentru a determina căldura specifică a unui metal necunoscut, puneți o bucată de metal încălzită în apă în vasul interior al calorimetrului. După ce ați măsurat temperatura finală atât a metalului, cât și a apei, cum ar fi temperatura cea mai ridicată atinsă de apă, puteți prelucra căldura specifică a metalului. Mai întâi, înmulțiți masa apei cu căldura specifică a apei cu schimbarea de temperatură a apei, apoi înmulțiți masa metalului cu schimbarea de temperatură a metalului. Împărțiți primul răspuns la al doilea răspuns pentru a stabili căldura specifică a metalului.