Съдържание
- TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
- Компоненти на калориметър
- Измерване на топлопреминаване
- Измерване на специфична топлина
Калориметърът може да звучи като фантазия на научно оборудване, но всъщност е много просто устройство за измерване на топлина, което можете да направите у дома, като използвате две чаши за кафе. Често използван в експерименти с научни проекти, той измерва количеството топлина, участваща в химичен или физически процес, като например топлопредаване или специфична топлина на веществото.
TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
Температурата на течността се променя, когато тя спечели или загуби енергия. Калориметър измерва масата на течността и температурната промяна на течността, за да се определи количеството енергия, спечелена или загубена от течността.
Компоненти на калориметър
Калориметърът има два съда: външен и вътрешен. Въздухът между двата съда действа като топлоизолатор, което означава, че няма (или минимален) топлообмен между това, което е вътре във вътрешния съд и външната среда. Калориметрите, използвани в научните лаборатории, имат влакнест пръстен, изработен от изолационен материал, за да държи вътрешния съд в центъра на външния съд. Те включват термометър за измерване на температурата на течността във вътрешния съд и бъркалка за разбъркване на течността и разпределяне на топлината в целия съд. Лесно е да се направи калориметър у дома с чаши от полистирол, капак, термометър и бъркалка. Калориметърът с "кафена чаша" обаче позволява повече обмен на топлина с околностите и дава по-малко точни резултати.
Измерване на топлопреминаване
Ако в разтвор в калориметър се случи екзотермична реакция (химическа реакция, която освобождава енергия чрез светлина или топлина), разтворът използва топлина, която повишава температурата му. Ако се случи ендотермична реакция (реакция, която поглъща енергия от обкръжението й), разтворът губи топлина, което понижава температурата му. Разликата в температурата, заедно със специфичната топлина и маса на разтвора, ви позволява да определите колко топлина използва реакцията. Например, ако поставите горещо парче мед в хладно количество вода в рамките на калориметър, топлината ще потече от медта към водата. Температурата на медта ще намалее, а температурата на водата ще се повишава, докато те имат същата температура (топлинно равновесие). Не получавате или губите топлина по време на процеса, тъй като калориметърът позволява да се извърши пренос на топлина между двете вещества.
Измерване на специфична топлина
Специфичната топлина е количеството енергия, необходимо за производството на температурна промяна от 1 градус по Целзий на грам вещество, и тя варира между веществата. Например, специфичната топлина на водата е 1,00 калории / грам градуса по Целзий. За да определите специфичната топлина на непознат метал, поставете нагрято парче от метала във вода във вътрешния съд на калориметъра. След като измерите крайната температура както на метала, така и на водата, като най-високата температура, достигната от водата, можете да определите специфичната топлина на метала. Първо, умножете масата на водата по специфичната топлина на водата чрез промяна на температурата на водата, след това умножете масата на метала чрез промяна на температурата на метала. Разделете първия си отговор от втория си отговор, за да установите специфичната топлина на метала.