เนื้อหา
นักเคมีและนักฟิสิกส์ใช้เทคนิคที่รู้จักกันในนามของความร้อนเพื่อวัดปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นหรือถูกดูดซับในระหว่างปฏิกิริยาทางเคมี โดยทั่วไปเครื่องวัดความร้อนจะประกอบด้วยภาชนะที่บรรจุของเหลวซึ่งมักจะเป็นน้ำเครื่องวัดอุณหภูมิสำหรับตรวจสอบอุณหภูมิและอุปกรณ์สำหรับกวนน้ำ ความร้อนนั้นอาจจะง่ายเหมือนถ้วยโฟม การคำนวณจากบานพับความร้อนในกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ซึ่งระบุว่าพลังงานไม่สามารถสร้างหรือทำลายได้ นำไปใช้กับความร้อนซึ่งหมายความว่าความร้อนใด ๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยาเคมีจะต้องถูกถ่ายโอนไปยังความร้อนหรือโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับน้ำที่อยู่ในความร้อน ดังนั้นหากนักเคมีหรือนักฟิสิกส์สามารถวัดความร้อนที่ดูดซับโดยน้ำพวกเขารู้ปริมาณความร้อนที่เกิดจากปฏิกิริยา
TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)
คุณสามารถคำนวณความร้อนที่ได้รับด้วยเครื่องวัดความร้อนด้วยการวัดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของมวลของเหลวที่รู้จักตราบเท่าที่ความจุความร้อนของของเหลวเป็นที่รู้จักเช่นกัน
วัดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
คำนวณการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเดลต้า (T) ของน้ำในแคลอมิเตอร์ตามสมการเดลต้า (T) = อุณหภูมิสุดท้าย - อุณหภูมิเริ่มต้น สมมติว่าปฏิกิริยาคายความร้อนคือปล่อยความร้อนเดลต้า (T) ควรมีค่าเป็นบวก หากปฏิกิริยานั้นเป็นความร้อนใต้ผิวหนังนั่นคือมันดูดซับความร้อนดังนั้นเดลต้า (T) ควรเป็นค่าลบ ดังนั้นหากอุณหภูมิเริ่มต้นคือ 24.0 องศาเซลเซียสและอุณหภูมิสุดท้ายคือ 33.4 องศาเซลเซียสแล้ว delta (T) = 33.4 - 24.0 = 9.6 องศาเซลเซียสและปฏิกิริยาคายความร้อน
ค้นหามวลน้ำ
คำนวณมวลของน้ำในแคลอรี่ หากคุณทำตามคำแนะนำเช่นจากห้องปฏิบัติการในหนังสือคำแนะนำควรรวมขั้นตอนที่วัดปริมาตรน้ำคงที่ตัวอย่างเช่นถังที่สำเร็จการศึกษาหรือถ้วยวัดความร้อน ชั่งน้ำหนักในสมดุลก่อนและหลังน้ำเพิ่ม หากคุณวัดปริมาตรน้ำคงที่มวลจะเป็นกรัมจะเท่ากับปริมาตรหน่วยเป็นมิลลิลิตร หากคุณชั่งน้ำหนักเครื่องวัดความร้อนก่อนและหลังการเติมน้ำมวลของน้ำจะเท่ากับมวลของเครื่องวัดความร้อนและน้ำด้วยกันลบด้วยมวลของถ้วยเปล่า ตัวอย่างเช่นหากถ้วยแคลอมิเตอร์ที่ว่างเปล่ามีน้ำหนัก 4.65 กรัมและแคลอมิเตอร์บวกกับน้ำที่มีน้ำหนัก 111.88 กรัมแสดงว่ามวลของน้ำเท่ากับ 111.88 - 4.65 = 107.23 กรัม
ค้นหาความร้อนที่ได้รับ
คำนวณความร้อนที่ได้รับโดย calorimeter, Q, ตามสมการ Q = m * c * delta (T) โดยที่ m แทนมวลของน้ำที่คำนวณได้ในขั้นตอนที่ 2, c แทนความจุความร้อนของน้ำหรือ 4.184 จูลต่อกรัม ต่อองศาเซลเซียส, J / gC และ delta (T) หมายถึงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่คำนวณได้ในขั้นตอนที่ 1 ดำเนินการต่อตัวอย่างจากขั้นตอนที่ 1 และ 2, Q = 107.23 g * 4.184 J / gC * 9.6 C = 4.3 * 10 ^ 3 J หรือ 4.3 kJ นี่แสดงถึงความร้อนที่ดูดกลืนโดยเครื่องวัดความร้อน