Содержание
Химики и физики используют метод, известный как калориметрия, для измерения количества тепла, выделяемого или поглощаемого во время химической реакции. Калориметр обычно состоит из контейнера, заполненного жидкостью, обычно водой, термометра для контроля температуры и устройства для перемешивания воды. Сам калориметр может быть таким же простым, как чашка из пенопласта. Расчеты из калориметрии основаны на первом законе термодинамики, который утверждает, что энергия не может быть создана или разрушена. Применительно к калориметрии это означает, что любое тепло, выделяемое во время химической реакции, должно передаваться калориметру или, более конкретно, воде внутри калориметра. Поэтому, если химик или физик могут измерить тепло, поглощаемое водой, то они знают количество тепла, выделяемое реакцией.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Вы можете рассчитать прирост тепла с помощью калориметра, измерив изменение температуры известной массы жидкости, если теплоемкость жидкости также известна.
Измерьте изменение температуры
Рассчитайте изменение температуры дельта (T) воды в калориметре по уравнению дельта (T) = конечная температура - начальная температура. Предполагая, что реакция является экзотермической, то есть она выделяет тепло, дельта (Т) должна демонстрировать положительное значение. Если реакция была эндотермической, то есть поглощала тепло, то дельта (Т) должна быть отрицательной. Таким образом, если начальная температура составляла 24,0 градуса Цельсия, а конечная температура составляла 33,4 градуса Цельсия, то дельта (Т) = 33,4-24,0 = 9,6 градуса Цельсия, и реакция была экзотермической.
Найти водную массу
Рассчитайте массу воды в калориметре. Если вы следовали набору инструкций, например, лабораторной процедуре в книге, инструкции должны были включать в себя этап, на котором либо измерялся фиксированный объем воды, например, в градуированном цилиндре, либо колпачок для калориметра взвешивают на весах до и после добавления воды. Если вы измерили фиксированный объем воды, то масса в граммах будет равна объему в миллилитрах. Если вы взвесили калориметр до и после добавления воды, то масса воды будет равна массе калориметра и воды вместе минус масса пустой чашки. Например, если пустая калориметрическая чашка весила 4,65 г, а калориметр плюс вода весили 111,88 г, то масса воды составляла 111,88 - 4,65 = 107,23 г.
Найти тепло
Рассчитайте тепло, полученное калориметром, Q, согласно уравнению Q = m * c * delta (T), где m представляет массу воды, рассчитанную на шаге 2, c представляет теплоемкость воды, или 4,184 Дж / г на градус Цельсия, Дж / гС и дельта (Т) представляет собой изменение температуры, рассчитанное на шаге 1. Продолжая пример с шагов 1 и 2, Q = 107,23 г * 4,184 Дж / гС * 9,6 С = 4,3 * 10 ^ 3 Дж, или 4,3 кДж. Это представляет тепло, поглощенное калориметром.