Съдържание
- TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
- Измерете промяната в температурата
- Намерете водната маса
- Намерете получената топлина
Химиците и физиците използват техника, известна като калориметрия, за да измерват количеството топлина, отделяна или абсорбирана по време на химическа реакция. Калориметърът обикновено се състои от контейнер, напълнен с течност, обикновено вода, термометър за наблюдение на температурата и устройство за разбъркване на водата. Самият калориметър може да е толкова прост, колкото чаша от стиропор. Изчисления от калориметричния шарнир на първия закон на термодинамиката, който гласи, че енергията не може да бъде създадена или унищожена. Приложено към калориметрията, това означава, че всяка топлина, получена по време на химическа реакция, трябва да бъде прехвърлена към калориметъра или по-точно във водата вътре в калориметъра. Следователно, ако химикът или физикът могат да измерват топлината, погълната от водата, тогава те знаят количеството топлина, отделяна от реакцията.
TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
Можете да изчислите печалбата на топлина с калориметър, като измерите изменението на температурата на известна маса течност, стига да е известен и топлинният капацитет на течността.
Измерете промяната в температурата
Изчислете промяната в температурата, делта (Т) на водата в калориметъра според уравнението делта (Т) = крайна температура - начална температура. Ако приемем, че реакцията е екзотермична, т.е. тя отделя топлина, делта (Т) трябва да показва положителна стойност. Ако реакцията е била ендотермична, т.е. поглъща топлина, тогава делта (Т) трябва да бъде отрицателна. По този начин, ако първоначалната температура е била 24,0 градуса по Целзий, а крайната температура е 33,4 градуса по Целзий, тогава делта (Т) = 33,4 - 24,0 = 9,6 градуса по Целзий и реакцията е екзотермична.
Намерете водната маса
Изчислете масата на водата в калориметъра. Ако следвате набор от инструкции, като например от лабораторна процедура в книга, инструкциите трябваше да включват стъпка, в която се измерва или фиксиран обем вода, например в градуиран цилиндър, или чашата с калориметър е претеглят се на равновесие преди и след добавяне на водата. Ако сте измерили фиксиран обем вода, тогава масата в грамове ще бъде равна на обема в милилитри. Ако сте претеглили калориметъра преди и след добавянето на вода, тогава масата на водата ще бъде равна на масата на калориметъра и водата заедно минус масата на празната чаша. Например, ако празната калориметрова чаша тежи 4,65 g, а калориметърът плюс вода тежи 111,88 g, тогава масата на водата е 111,88 - 4,65 = 107,23 g.
Намерете получената топлина
Изчислете топлината, спечелена от калориметъра, Q, съгласно уравнението Q = m * c * делта (T), където m представлява масата на водата, изчислена в стъпка 2, c представлява топлинния капацитет на водата или 4,184 джаула на грам на градус по Целзий, J / gC и делта (T) представлява промяната на температурата, изчислена в етап 1. Продължаване на примера от стъпки 1 и 2, Q = 107,23 g * 4,184 J / gC * 9,6 C = 4,3 * 10 ^ 3 J, или 4,3 kJ. Това представлява топлината, погълната от калориметъра.