تقيس المسعرات حرارة تفاعل كيميائي أو تغير فيزيائي مثل ذوبان الجليد إلى ماء سائل. تعتبر حرارة التفاعل مهمة لفهم الديناميكا الحرارية للتفاعلات الكيميائية والتنبؤ بأنواع التفاعلات التي ستحدث تلقائيًا. من السهل جدًا إنشاء مقياس مسعر أساسي - كل ما تحتاجه هو فناجين قهوة من الستايروفوم وغطاء ومقياس حرارة. قبل استخدام مقياس المسعر الخاص بك ، تحتاج إلى معايرته وتحديد ثابت المسعر الخاص به. للعثور على ثابت المسعر لجهازك ، اتبع الخطوات الموضحة أدناه.
ارتدِ معطف المختبر والنظارات الواقية والقفازات.
قم بتجميع مسعر فنجان القهوة عن طريق إدخال فنجان قهوة من الستايروفوم في الآخر وربط الغطاء. قد يبدو الأمر بسيطًا ، ولكن إذا تمت معايرته بشكل صحيح ، يمكن أن يكون هذا المسعر لفنجان القهوة مفيدًا بشكل مدهش لإيجاد درجات حرارة التفاعل.
قم بقياس ما يقرب من 50 مل من الماء البارد باستخدام أسطوانة مدرجة. ليست هناك حاجة إلى الدقة في هذه المرحلة.
قم بقياس وزن مسعر فنجان القهوة الفارغ لأقرب 0.01 جرام (أو أقرب ما يمكنك الحصول عليه). الآن ، أضف 50 مل من الماء البارد ، واستبدل الغطاء وأعد وزن المسعر. الفرق بين الأوزان الفارغة والكاملة هو وزن الماء البارد. سجل هذه القيمة (لأقرب 0.01 جرام).
قم بوزن الدورق وسجل وزنه (لأقرب 0.01 جرام). أضف حوالي 50 مل من الماء وأعد وزن الدورق. الفرق بين الأوزان الفارغة والكاملة هو وزن الماء الساخن. سجل هذه القيمة (لأقرب 0.01 جرام).
باستخدام حامل الحلبة والمشابك ، قم بتأمين الدورق بحيث يقف فوق شبكة الشاش السلكية فوق موقد بنسن. تمنع شبكة الشاش السلكية اللهب من الاتصال المباشر بالزجاج. ضع أحد موازين الحرارة في الدورق وقم بتثبيته باستخدام مشبك بحيث يتم تعليقه في الماء ، لكن لا يلمس قاع الدورق.
أشعل موقد البنسن وقم بتسخين الماء الساخن برفق إلى حوالي 80 درجة مئوية. من الأفضل تسخينه ببطء بدلاً من تسخينه بسرعة كبيرة وغليانه.
أدخل الترمومتر الثاني في المسعر من خلال الغطاء. قلب الماء داخل المسعر لمدة أربع دقائق وسجل درجة حرارته كل دقيقة واحدة لأقرب 0.1 درجة مئوية. يجب أن تظل درجة الحرارة ثابتة إلى حد ما ؛ إذا لم يكن كذلك ، اترك الماء البارد للجلوس لمدة دقيقتين على الأقل.
قبل الدقيقة الخامسة بقليل ، قم بإيقاف تشغيل موقد بنسن إذا لم تكن قد فعلت ذلك بالفعل ، وقم بتسجيل درجة حرارة الماء الساخن والماء البارد. صب كل الماء الساخن بسرعة وبعناية في جهاز قياس السعرات الحرارية ، ثم أعد الغطاء واستأنف التقليب باستخدام مقياس الحرارة.
قم بقياس وتسجيل درجة الحرارة في المسعر بفواصل زمنية مدتها 30 ثانية حتى انقضاء إجمالي خمس دقائق.
افتح برنامج Excel أو برنامج جداول بيانات آخر. أدخل الوقت كقيم س ودرجات الحرارة كقيم ص ورسم بياناتك بيانيًا. استخدم برنامج جداول البيانات للعثور على الخط الأنسب للبيانات بعد إضافة الماء الساخن. لا تقم بتضمين نقاط البيانات من قبل إضافة الماء الساخن في خطك الأنسب. يجب أن يكون خط الاتجاه خطيًا.
اكتب السطر الأنسب من الرسم البياني الخاص بك. عوّض بـ 5 دقائق عن x واحسب y (درجة الحرارة المستقراء عند 5 دقائق). سوف نسمي هذا درجة الحرارة المستقراء Tf.
اطرح Tf من درجة حرارة الماء الساخن قبل إضافته إلى المسعر. هذا سوف يعطيك التغيير في درجة حرارة الماء الساخن ، ال. اضرب Th في 4.184 وكتلة الماء الساخن لمعرفة مقدار الطاقة التي فقدها الماء الساخن بالجول.
اطرح درجة حرارة الماء البارد من Tf ؛ هذا سوف يعطيك Tc ، تغير درجة حرارة الماء البارد. اضرب في كتلة الماء البارد في 4.184 لإيجاد كمية الطاقة التي يكتسبها الماء البارد بالجول.
اطرح الطاقة المكتسبة من الماء البارد من الطاقة المفقودة بواسطة الماء الساخن. سيعطيك هذا مقدار الطاقة المكتسبة بواسطة المسعر.
اقسم الطاقة المكتسبة بواسطة المسعر بواسطة Tc (تغير درجة حرارة الماء البارد). هذه الإجابة النهائية هي ثابت المسعر.
الأشياء ستحتاج
- مسعر فنجان القهوة
- 2 ترمومتر
- موقد بنسن
- ولاعة
- دورق جاف سعة 150 مل
- مقياس
- تخرج الاسطوانة
- برنامج جداول البيانات مثل Excel أو OpenOffice
- ماء
- موقف حلقة
- المشبك
- شبكة سلكية من الشاش
- آلة حاسبة
- معطف المختبر
- نظارات واقية
- القفازات
نصائح
لا يمكن أن يكون ثابت المسعر سالبًا أبدًا - إذا كان كذلك ، فقد ارتكبت خطأ... حاول إجراء تجارب متعددة واحتساب متوسط نتائج تلك التجارب لتقليل الخطأ. سيكون عدم اليقين في المعدل النهائي زائد / ناقص 2x الانحراف المعياري.
تحذيرات
كن دائمًا حذرًا للغاية عند التعامل مع اللهب المكشوف. لا تسمح أبدًا لشعرك أو ملابسك أو أي مواد قابلة للاشتعال بالاقتراب من النار. أطفئ الموقد عندما لا يكون قيد الاستخدام. كن حذرًا للغاية عند العمل بالماء الساخن ؛ يمكن أن يسبب الماء عند 80 درجة مئوية حروقًا شديدة أو حروقًا إذا انسكبته على جلدك.