תוֹכֶן
אם אתה הולך לערוך ניסוי כדי לקבוע את כמות החום שאבדה או הושגה בתגובה כימית או בתהליך אחר, עליך לעשות זאת במיכל. המכולה, שהיא הקלורימטר, יכולה להיות פשוטה כמו כוס קלקר או מתוחכמת כמו מיכל חסין פיצוץ השקוע במים. כך או כך, הוא יספוג מעט מהחום, ולכן חשוב לכייל אותו לפני שתבצע את הניסוי. הכיול נותן לך מספר שנקרא קבוע הקלורימטר. זה כמות אנרגיית החום הנדרשת כדי להעלות את הטמפרטורה של הקלורימטר בכמעלה אחת צלזיוס. ברגע שאתה יודע את הקבוע הזה, אתה יכול להשתמש בקלורימטר כדי למדוד את החום הספציפי של חומרים אחרים.
קביעת קבוע הקלורימטר
כשאתה משלב כמות של חומר עם אותה כמות של אותו חומר בטמפרטורה שונה ומודד את טמפרטורת שיווי המשקל, עליך למצוא שהוא באמצע הדרך בין הטמפרטורות הראשוניות. זהו אידיאליזציה. במציאות, חלק מהחום נספג על ידי הקלורימטר.
אחת הדרכים לכייל קלורימטר היא על ידי ערבוב של שתי כמויות מים בטמפרטורות שונות ותיעוד טמפרטורת שיווי המשקל. מים פועלים היטב למטרה זו מכיוון שיש להם חום ספציפי קל לטיפול (Cs) של קלוריה אחת לגרם לכל מעלות צלזיוס (4.186 ג'ול / גרם ˚C). שופכים כמות ידועה של מים חמים (ז1) לתוך קלורימטר המכיל כמות ידועה של מים קרים (מ '2) ורשמו את טמפרטורת שיווי המשקל של התערובת. תגלה שהחום שאבד על ידי המים החמים הוא יותר מהחום שהמים המים הקרים. ההבדל הוא החום שנספג על ידי הקלורימטר.
המים החמים מאבדים כמות של אנרגיית חום הניתנת על ידי q1 = מ1גס∆T1, והמים הקרים צוברים כמות השווה ל- q2 = מ2גס∆T2. הסכום שהקלורימטר סופג הוא (ש1 - ש2) = (מ1 גס∆T1 ) - (M2גס∆T2). הטמפרטורה של הקלורימטר עולה באותה כמות כמו המים הקרים, כך שיכולת החום של הקלורימטר, שזהה לקבוע הקלורימטר (סמ"ק), היא (q1 - ש2) ÷ ∆T2 cal / g ˚C או
סמ"ק = Cס (M1∆T1 + מ2∆T2) ÷ ∆T2 cal / g ˚C
מדידת חום ספציפי
ברגע שאתה יודע את יכולת החום שלו, אתה יכול להשתמש בקלורימטר כדי לחשב את החום הספציפי של חומר לא ידוע. מחממים מסה ידועה של החומר (מ '1) לטמפרטורה ספציפית (T1). הוסף אותו לקלורימטר בו כבר הנחת מסה נוספת מאותו החומר (מ2) בטמפרטורה קרירה יותר (T2). חכה שהטמפרטורה תגיע לאיזון ותעד את טמפרטורת שיווי המשקל הזו (Tה).
אתה מוצא את החום הספציפי של החומר על ידי שימוש במשוואה לעיל, שסודר מחדש לפתרון עבור Cס.
גס = (cc • ∆T2) ÷ (מ1∆T1 + מ2∆T2) cal / g ˚C.