Садржај
Ако ћете спровести експеримент да утврдите количину изгубљене или добијене топлоте хемијском реакцијом или неким другим поступком, то морате да урадите у контејнеру. Контејнер, који је калориметар, може бити једноставан као шалица стиропора или тако софистициран као спремник заштићен од експлозије, уроњен у воду. Било како било, упијаће мало топлоте, зато је важно да је калибрирате пре него што изведете експеримент. Калибрација вам даје број који се зове константа калориметра. Његова количина топлотне енергије потребна за подизање температуре калориметра за 1 степен Целзијуса. Једном када сазнате ову константу, можете користити калориметар за мерење специфичне топлоте других материјала.
Одређивање константе калориметра
Када комбинујете количину неке твари са истом количином исте материје на различитој температури и измерите равнотежну температуру, требали бисте установити да је она на пола пута између почетних температура. То је идеализација. У стварности, неки део топлоте апсорбује калориметар.
Један од начина калибрације калориметра је мешање две количине воде у њему на различитим температурама и бележење равнотежне температуре. Вода добро успева у ту сврху, јер има специфичну топлоту коју лако рукује (Цс) од 1 калорија по граму по степени целзијуса (4.186 Јоулес / г ˚Ц). Сипајте познату количину топле воде (м1) у калориметар који садржи познату количину хладне воде (м2) и забележити равнотежну температуру смеше. Открићете да је топлина изгубљена топлом водом већа од топлоте добијене хладном водом. Разлика је у топлоти коју апсорбује калориметар.
Топла вода губи количину топлотне енергије коју даје к1 = м1ЦС∆Т1, а хладна вода добија количину једнаку к2 = м2ЦС∆Т2. Количина коју апсорбује калориметар је (к)1 - к2) = (м1 ЦС∆Т1 ) - (м2ЦС∆Т2). Температура калориметра расте за исту количину као и хладна вода, па је топлотни капацитет калориметра, исти као константа калориметра (цц), (к1 - к2) ÷ ∆Т2 цал / г ˚Ц или
цц = ЦС (м1∆Т1 + м2∆Т2) ÷ ∆Т2 цал / г ˚Ц
Мерење специфичне топлоте
Када сазнате његов топлотни капацитет, можете користити калориметар за израчунавање специфичне топлоте непознате материје. Загрејати познату масу материје (м1) до одређене температуре (Т1). Додајте га калориметру у који сте већ ставили другу масу исте супстанце (м2) на хладнијој температури (Т2). Сачекајте да температура дође до равнотеже и забележите ту равнотежну температуру (ТЕ).
Специфичну топлоту супстанце проналазите помоћу горње једначине, преуређене тако да се решава за ЦС.
ЦС = (цц • ∆Т2) ÷ (м1∆Т1 + м2∆Т2) цал / г ˚Ц.