Contenuto
- TL; DR (Too Long; Didnt Read)
- Misura la variazione di temperatura
- Trova la massa d'acqua
- Trova il calore ottenuto
Chimici e fisici usano una tecnica nota come calorimetria per misurare la quantità di calore emessa o assorbita durante una reazione chimica. Il calorimetro è generalmente costituito da un contenitore pieno di liquido, generalmente acqua, un termometro per il monitoraggio della temperatura e un dispositivo per mescolare l'acqua. Il calorimetro stesso può essere semplice come una tazza di polistirolo. I calcoli della calorimetria dipendono dalla prima legge della termodinamica, in base alla quale l'energia non può essere creata o distrutta. Applicato alla calorimetria, ciò significa che qualsiasi calore prodotto durante una reazione chimica deve essere trasferito al calorimetro o, più specificamente, all'acqua all'interno del calorimetro. Pertanto, se il chimico o il fisico sono in grado di misurare il calore assorbito dall'acqua, allora conoscono la quantità di calore emessa dalla reazione.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
È possibile calcolare il guadagno di calore con un calorimetro misurando la variazione di temperatura di una massa di liquido nota purché sia nota anche la capacità termica del liquido.
Misura la variazione di temperatura
Calcola la variazione di temperatura, delta (T), dell'acqua nel calorimetro in base all'equazione delta (T) = temperatura finale - temperatura iniziale. Supponendo che la reazione sia stata esotermica, cioè che abbia rilasciato calore, il delta (T) dovrebbe mostrare un valore positivo. Se la reazione era endotermica, cioè assorbiva il calore, quindi il delta (T) dovrebbe essere negativo. Pertanto, se la temperatura iniziale era di 24,0 gradi Celsius e la temperatura finale era di 33,4 gradi Celsius, allora delta (T) = 33,4 - 24,0 = 9,6 gradi Celsius e la reazione era esotermica.
Trova la massa d'acqua
Calcola la massa d'acqua nel calorimetro. Se stavi seguendo una serie di istruzioni, ad esempio da una procedura di laboratorio in un libro, le istruzioni avrebbero dovuto includere una fase in cui è stato misurato un volume fisso di acqua, ad esempio in un cilindro graduato, oppure la tazza del calorimetro era pesato su una bilancia prima e dopo l'aggiunta dell'acqua. Se hai misurato un volume fisso di acqua, la massa in grammi sarà uguale al volume in millilitri. Se hai pesato il calorimetro prima e dopo l'aggiunta di acqua, la massa d'acqua sarà uguale alla massa del calorimetro e l'acqua insieme meno la massa della tazza vuota. Ad esempio, se il calorimetro vuoto pesava 4,65 g e il calorimetro più acqua pesava 111,88 g, la massa d'acqua era 111,88 - 4,65 = 107,23 g.
Trova il calore ottenuto
Calcola il calore acquisito dal calorimetro, Q, secondo l'equazione Q = m * c * delta (T), dove m rappresenta la massa d'acqua calcolata nel passaggio 2, c rappresenta la capacità termica dell'acqua o 4.184 joule per grammo per grado Celsius, J / gC e delta (T) rappresenta la variazione di temperatura calcolata nel passaggio 1. Continuando l'esempio dai passaggi 1 e 2, Q = 107,23 g * 4,184 J / gC * 9,6 C = 4,3 * 10 ^ 3 J, o 4,3 kJ. Questo rappresenta il calore assorbito dal calorimetro.