कैलोरीमीटर एक रासायनिक प्रतिक्रिया की गर्मी या बर्फ के पिघलने जैसे भौतिक परिवर्तन को तरल पानी में मापते हैं। रासायनिक प्रतिक्रियाओं के ऊष्मप्रवैगिकी को समझने और यह अनुमान लगाने के लिए कि किस प्रकार की प्रतिक्रियाएं अनायास होंगी, प्रतिक्रिया की गर्मी महत्वपूर्ण है। एक बुनियादी कैलोरीमीटर का निर्माण करना बहुत आसान है - आपको बस कुछ स्टायरोफोम कॉफी कप, एक ढक्कन और एक थर्मामीटर चाहिए। हालांकि, अपने कैलोरीमीटर का उपयोग करने से पहले, आपको इसे कैलिब्रेट करने और इसकी कैलोरीमीटर स्थिरांक निर्धारित करने की आवश्यकता होती है। अपने डिवाइस के लिए कैलोरीमीटर स्थिरांक खोजने के लिए, नीचे दिए गए चरणों का पालन करें।
लैब कोट, गॉगल्स और ग्लव्स पहनें।
एक स्टायरोफोम कॉफी कप को दूसरे में डालकर और ढक्कन लगाकर कॉफी कप कैलोरीमीटर को इकट्ठा करें। यह आसान लग सकता है, लेकिन अगर इसे ठीक से कैलिब्रेट किया जाता है, तो यह कॉफी-कप कैलोरीमीटर प्रतिक्रिया की गर्मी खोजने के लिए आश्चर्यजनक रूप से उपयोगी हो सकता है।
स्नातक किए गए सिलेंडर का उपयोग करके लगभग ५० मिलीलीटर ठंडे पानी को मापें। इस स्तर पर सटीक होने की कोई आवश्यकता नहीं है।
अपने खाली कॉफी-कप कैलोरीमीटर के वजन को निकटतम 0.01 ग्राम (या जितना आप प्राप्त कर सकते हैं) तक मापें। अब, ५० एमएल ठंडा पानी डालें, ढक्कन को बदलें और कैलोरीमीटर को फिर से तौलें। खाली और पूर्ण भार के बीच का अंतर ठंडे पानी के भार का होता है। इस मान को रिकॉर्ड करें (निकटतम 0.01 ग्राम तक)।
बीकर को तोलें और उसका वजन (निकटतम 0.01 ग्राम तक) रिकॉर्ड करें। लगभग ५० मिलीलीटर पानी डालें और बीकर को फिर से तौलें । खाली और पूरे वजन के बीच का अंतर गर्म पानी के वजन का होता है। इस मान को रिकॉर्ड करें (निकटतम 0.01 ग्राम तक)।
रिंगस्टैंड और क्लैंप का उपयोग करके, बीकर को सुरक्षित करें ताकि यह बन्सन बर्नर के ऊपर वायर गॉज मेश के ऊपर खड़ा हो जाए। तार की जाली की जाली लौ को कांच के सीधे संपर्क में आने से रोकती है। दो थर्मामीटरों में से एक को बीकर में रखें और इसे एक क्लैंप का उपयोग करके सुरक्षित करें ताकि यह पानी में लटका रहे, लेकिन बीकर के तल को न छूएं।
बन्सन बर्नर को हल्का करें और गर्म पानी को लगभग 80 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करें। इसे बहुत तेजी से गर्म करने और उबालने के बजाय इसे धीरे-धीरे गर्म करना बेहतर है।
ढक्कन के माध्यम से दूसरा थर्मामीटर कैलोरीमीटर में डालें। चार मिनट के लिए कैलोरीमीटर के अंदर पानी को हिलाएं और एक मिनट के अंतराल पर इसका तापमान निकटतम 0.1 डिग्री सेल्सियस पर रिकॉर्ड करें। तापमान कमोबेश स्थिर रहना चाहिए; यदि ऐसा नहीं है, तो ठंडे पानी को कम से कम दो मिनट और बैठने दें।
पाँचवें मिनट से ठीक पहले, यदि आपने पहले से ऐसा नहीं किया है, तो बन्सन बर्नर को बंद कर दें और गर्म पानी और ठंडे पानी का तापमान रिकॉर्ड करें। जल्दी और सावधानी से सभी गर्म पानी को कैलोरीमीटर में डालें, फिर ढक्कन को बदलें और थर्मामीटर से हिलाते हुए फिर से शुरू करें।
कुल पांच मिनट बीत जाने तक 30 सेकंड के अंतराल पर कैलोरीमीटर में तापमान को मापें और रिकॉर्ड करें।
एक्सेल या कोई अन्य स्प्रेडशीट प्रोग्राम खोलें। X-मानों के रूप में समय और y-मानों के रूप में तापमान दर्ज करें और अपना डेटा ग्राफ़ करें। गर्म पानी जोड़ने के बाद डेटा के लिए सबसे उपयुक्त लाइन खोजने के लिए स्प्रेडशीट प्रोग्राम का उपयोग करें। अपने सर्वोत्तम फिट की लाइन में गर्म पानी जोड़ने से पहले डेटा बिंदुओं को शामिल न करें। प्रवृत्ति रेखा रैखिक होनी चाहिए।
अपने ग्राफ़ से सर्वश्रेष्ठ फिट की पंक्ति लिखिए। x के लिए 5 मिनट में प्लग करें और y (5 मिनट पर एक्सट्रपलेटेड तापमान) की गणना करें। हम इस अतिरिक्त तापमान को Tf कहेंगे।
कैलोरीमीटर में डालने से ठीक पहले गर्म पानी के तापमान से Tf घटाएँ। यह आपको गर्म पानी के तापमान में बदलाव देगा, Th. थ को 4.184 से गुणा करें और गर्म पानी के द्रव्यमान को यह पता लगाने के लिए कि गर्म पानी जूल में कितनी ऊर्जा खो देता है।
Tf से ठंडे पानी का तापमान घटाएं; यह आपको टीसी देगा, ठंडे पानी का तापमान परिवर्तन। जूल में ठंडे पानी द्वारा प्राप्त ऊर्जा की मात्रा को खोजने के लिए ठंडे पानी के द्रव्यमान और 4.184 से गुणा करें।
ठंडे पानी द्वारा प्राप्त ऊर्जा को गर्म पानी द्वारा खोई गई ऊर्जा से घटाएं। यह आपको कैलोरीमीटर द्वारा प्राप्त ऊर्जा की मात्रा देगा।
कैलोरीमीटर द्वारा प्राप्त ऊर्जा को Tc (ठंडे पानी का तापमान परिवर्तन) से विभाजित करें। यह अंतिम उत्तर आपका कैलोरीमीटर स्थिरांक है।
चीजें आप की आवश्यकता होगी
- कॉफी-कप कैलोरीमीटर
- 2 थर्मामीटर
- लेम्प बर्नर
- लाइटर
- सूखा १५० एमएल बीकर
- स्केल
- सिलेंडर पर क्रम से चिह्न लगाना
- एक्सेल या ओपनऑफिस जैसे स्प्रेडशीट प्रोग्राम
- पानी
- अंगूठी स्टैंड
- क्लैंप
- तार धुंध जाल
- कैलकुलेटर
- प्रयोगशाला कोट
- चश्मे
- दस्ताने
टिप्स
कैलोरीमीटर स्थिरांक कभी भी ऋणात्मक नहीं हो सकता - यदि ऐसा है, तो आपने गलती की है... अपनी त्रुटि को कम करने के लिए कई परीक्षण करने और उन परीक्षणों के परिणामों का औसत निकालने का प्रयास करें। आपके अंतिम औसत में अनिश्चितता मानक विचलन से प्लस/माइनस 2x होगी।
चेतावनी
खुली लौ के साथ काम करते समय हमेशा बेहद सावधान रहें। अपने बालों, कपड़ों या किसी ज्वलनशील पदार्थ को कभी भी आग के पास न आने दें। जब बर्नर उपयोग में न हो तो उसे बुझा दें। गर्म पानी के साथ काम करते समय बेहद सावधान रहें; यदि आप इसे अपनी त्वचा पर गिराते हैं तो 80 डिग्री सेल्सियस पर पानी गंभीर जलन या जलन पैदा कर सकता है।