İçerik
Kimyasal bir reaksiyonda ya da başka bir işlemde kaybedilen ya da kazanılan ısı miktarını belirlemek için bir deney yapacaksanız, bunu bir kapta yapmak zorundasınız. Kalorimetre olan kap, Strafor bardağı kadar basit veya suya batırılmış patlamaya dayanıklı bir kap kadar karmaşık olabilir. Her iki durumda da, ısının bir kısmını emer, bu yüzden denemenizi yapmadan önce kalibre etmek önemlidir. Kalibrasyon size kalorimetre sabiti denilen bir sayı verir. Kalorimetrenin sıcaklığını 1 santigrat derece yükseltmek için gereken ısı enerjisi miktarı. Bu sabiti öğrendikten sonra, diğer malzemelerin özgül ısısını ölçmek için kalorimetreyi kullanabilirsiniz.
Kalorimetre Sabitinin Belirlenmesi
Bir maddenin miktarını, aynı maddenin aynı miktarıyla farklı bir sıcaklıkta birleştirdiğinizde ve denge sıcaklığını ölçtüğünüzde, ilk sıcaklıklar arasında orta noktada bulmalısınız. Yine de bu bir idealizasyon. Gerçekte, ısının bir kısmı kalorimetre tarafından emilir.
Bir kalorimetreyi kalibre etmenin bir yolu, iki sıcaklıkta suyun farklı sıcaklıklarda karıştırılması ve denge sıcaklığının kaydedilmesidir. Su bu amaç için iyi çalışır, çünkü kullanımı kolay bir ısıya sahiptir (Cssantigrat derece başına gram başına 1 kalori (4.186 Joule / g ˚C). Bilinen miktarda sıcak su dökün (m1) bilinen miktarda soğuk su içeren bir kalorimetreye (m2) ve karışımın denge sıcaklığını kaydedin. Sıcak suyla kaybedilen ısının, soğuk suyla kazanılan ısıdan daha fazla olduğunu göreceksiniz. Fark, kalorimetre tarafından emilen ısıdır.
Sıcak su, q tarafından verilen bir miktar ısı enerjisini kaybeder.1 = m1CSAT1ve soğuk su, q değerine eşit bir miktar kazanır.2 = m2CSAT2. Kalorimetrenin emdiği miktar (q1 - q2) = (m1 CSAT1 ) - (m2CSAT2). Kalorimetrenin sıcaklığı, soğuk suyla aynı miktarda artar, bu yüzden kalorimetrenin sabit (cc) olarak aynı olan kalorimetrenin ısı kapasitesi (q),1 - q2÷ ∆T2 cal / g ˚C veya
cc = CS (m,1AT1 + m2AT2÷ ∆T2 cal / g ˚C
Özgül Isı Ölçümü
Isı kapasitesini öğrendikten sonra, bilinmeyen bir maddenin özgül ısısını hesaplamak için bir kalorimetre kullanabilirsiniz. Bilinen maddenin kütlesini ısıtın (m1) belirli bir sıcaklığa (T1). Daha önce aynı maddenin başka bir kütlesini yerleştirdiğiniz kalorimetreye ekleyin (m2) daha düşük bir sıcaklıkta (T2). Sıcaklığın dengeye gelmesini bekleyin ve bu dengenin sıcaklığını kaydedin (TE).
Maddenin özgül ısısını, C için çözmek üzere yeniden düzenlenmiş olan yukarıdaki denklemi kullanarak bulabilirsiniz.S.
CS = (cc • ∆T2) ÷ (m1AT1 + m2AT2) cal / g ˚C.