კალორიტრები ზომავს ქიმიური რეაქციის ან ფიზიკური ცვლილების სითბოს, როგორიცაა ყინულის დნობა თხევად წყალში. რეაქციის სიცხე მნიშვნელოვანია ქიმიური რეაქციების თერმოდინამიკის გასაგებად და იმის პროგნოზირებისთვის, თუ რა სახის რეაქციები მოხდება სპონტანურად. ძირითადი კალორიმეტრის აგება ძალიან მარტივია - თქვენ გჭირდებათ სტიროფამის ყავის ორი ჭიქა, სახურავი და თერმომეტრი. თქვენი კალორიმეტრის გამოყენებამდე საჭიროა მისი დაკალიბრება და მისი კალორიმეტრის მუდმივის განსაზღვრა. თქვენი მოწყობილობისთვის კალორიმეტრის მუდმივის მოსაძებნად მიჰყევით ქვემოთ მოცემულ ნაბიჯებს.
ჩაიცვი ლაბორატორიის ქურთუკი, სათვალე და ხელთათმანები.
ააწყეთ ყავის ფინჯნის კალორიმეტრი ერთი სტიეროფამის ყავის ჭიქის მეორეში ჩასმა და სახურავის მიმაგრებით. ეს შეიძლება მარტივად მოგეჩვენოთ, მაგრამ თუ იგი სწორად არის დაკალიბრებული, ეს ყავის ჭიქის კალორიმეტრი შეიძლება იყოს გასაკვირი სასარგებლო რეაქციის სითბოს მოსაძებნად.
გაზომილი ცილინდრის გამოყენებით გაზომეთ დაახლოებით 50 მლ ცივი წყალი. ამ ეტაპზე სიზუსტის საჭიროება არ არის.
გაზომეთ თქვენი ცარიელი ყავის ჭიქის კალორიმეტრის წონა უახლოეს 0,01 გრამამდე (ან რაც შეიძლება მიუახლოვდეთ). ახლა დაამატეთ 50 მლ ცივი წყალი, შეცვალეთ სახურავი და ხელახლა აწონეთ კალორიმეტრი. განსხვავება ცარიელ და სრულ წონებს შორის არის ცივი წყლის წონა. ჩაიწერეთ ეს მნიშვნელობა (უახლოეს 0,01 გრამამდე).
აწონეთ ჭიქა და ჩაიწერეთ მისი წონა (უახლოეს 0,01 გრამამდე). დაამატეთ დაახლოებით 50 მლ წყალი და კვლავ აწონილეთ ჭიქა. განსხვავება ცარიელ და სრულ წონებს შორის არის ცხელი წყლის წონა. ჩაიწერეთ ეს მნიშვნელობა (უახლოეს 0,01 გრამამდე).
ბეჭდის საყრდენისა და დამჭერის გამოყენებით, მიამაგრეთ ჭიქა ისე, რომ იგი მავთულხლართის საწინააღმდეგო ბადის ზევით დადგეს ბუნზენის სანთურზე. მავთულხლართების ქსელი ხელს უშლის ალის პირდაპირ შეხებას მინასთან. განათავსეთ ჭიქაში ორი თერმომეტრიდან ერთი და დააჭირეთ მას დამჭერის გამოყენებით ისე, რომ იგი წყალში იყოს შეჩერებული, მაგრამ არ შეეხოთ ლუდის ფსკერს.
აანთეთ ბუნსენის სანთური და ნაზად გაათბეთ ცხელი წყალი დაახლოებით 80 გრადუსამდე. უმჯობესია მისი ნელა გაცხელება, ვიდრე ძალიან სწრაფად გაცხელება და ადუღება.
მეორე თერმომეტრი ჩადეთ კალორიმეტრში სახურავის საშუალებით. აურიეთ წყალი კალორიმეტრის შიგნით ოთხი წუთის განმავლობაში და ჩაწერეთ მისი ტემპერატურა ერთწუთიანი ინტერვალებით უახლოეს 0,1 გრადუსამდე. ტემპერატურა უნდა დარჩეს მეტნაკლებად მუდმივი; თუ ეს არ არის, მიეცით ცივი წყლის ჯდომა მინიმუმ ორი წუთის განმავლობაში.
მეხუთე წუთამდე, გამორთეთ ბუნსენის სანთური, თუ ეს ჯერ არ გააკეთეთ და ჩაიწერეთ ცხელი და ცივი წყლის ტემპერატურა. სწრაფად და ფრთხილად დაასხით ცხელი წყალი კალორიმეტრში, შემდეგ შეცვალეთ სახურავი და განაახლეთ აღვივებს თერმომეტრით.
გაზომეთ და ჩაწერეთ ტემპერატურა კალორიმეტრში 30 წამიანი ინტერვალებით, სანამ ჯამში ხუთი წუთი არ გაივლის.
გახსენით Excel ან სხვა ცხრილი პროგრამა. შეიყვანეთ დრო X- მნიშვნელობებით, ხოლო ტემპერატურა y- მნიშვნელობებით და აიღეთ თქვენი მონაცემების გრაფიკი. გამოიყენეთ ცხრილების პროგრამა ცხელი წყლის დამატების შემდეგ მონაცემების საუკეთესოდ შესაფერისი ხაზის მოსაძებნად. არ შეიტანოთ მონაცემთა წერტილები ცხელი წყლის დამატებამდე თქვენს საუკეთესოდ მორგებაში. ტენდენციის ხაზი უნდა იყოს წრფივი.
თქვენი გრაფიკიდან ჩამოწერეთ საუკეთესო მორგების ხაზი. 5 წუთში ჩართეთ x და გამოთვალეთ y (ექსტრაპოლირებული ტემპერატურა 5 წუთზე). ამ ექსტრაპოლირებულ ტემპერატურას ჩვენ Tf დავარქმევთ.
Tf გამოაკელით ცხელი წყლის ტემპერატურას, სანამ მას კალორიმეტრში დაამატებდი. ეს მოგცემთ ცხელი წყლის ტემპერატურის ცვლილებას, თ. გავამრავლოთ Th 4.184-ზე და ცხელი წყლის მასაზე, რათა გაირკვეს, თუ რამდენი ენერგია დაკარგა ცხელ წყალმა ჯოულებში.
Tf– ს გამოკლეთ ცივი წყლის ტემპერატურა; ეს მოგცემთ Tc, ცივი წყლის ტემპერატურის ცვლილებას. გავამრავლოთ ცივი წყლის მასაზე და 4.184-ზე, რომ ვიპოვნოთ ცივი წყლით მიღებული ენერგია ჯოულებში.
ცივი წყლით მიღებული ენერგიის გამოკლება ცხელი წყლით დაკარგული ენერგიით. ეს მოგცემთ ენერგიის რაოდენობას, რომელიც მიიღე კალორიმეტრით.
კალორიმეტრით მიღებული ენერგია დაყავით Tc- ზე (ცივი წყლის ტემპერატურის ცვლილება). ეს საბოლოო პასუხი არის თქვენი კალორიმეტრის მუდმივა.
რაც დაგჭირდებათ
- ყავა-ჭიქის კალორიმეტრი
- 2 თერმომეტრი
- Bunsen burner
- მსუბუქია
- მშრალი 150 მლ ჭიქა
- მასშტაბი
- დამთავრებული ცილინდრი
- ცხრილების პროგრამა, როგორიცაა Excel ან OpenOffice
- წყალი
- ბეჭდის სადგამი
- დამჭერი
- მავთულხლართების ბადე
- კალკულატორი
- ლაბორატორიული ხალათი
- სათვალე
- ხელთათმანები
Რჩევები
კალორიმეტრის მუდმივა ვერასდროს იქნება უარყოფითი - თუ ეს მოხდა, შეცდომა დაუშვით... სცადეთ მრავალი ცდის ჩატარება და ამ ცდების შედეგების საშუალო მაჩვენებელი თქვენი შეცდომის შესამცირებლად. თქვენს საბოლოო საშუალოში გაურკვევლობა იქნება პლუს / მინუს 2x სტანდარტული გადახრა.
გაფრთხილებები
ყოველთვის ძალიან ფრთხილად იყავით ღია ცეცხლზე მუშაობისას. არასოდეს დაუშვათ თქვენი თმის, ტანსაცმლის ან აალებადი მასალების მიახლოება ცეცხლთან. ჩააქრეთ სანთურა, როდესაც ის აღარ გამოიყენება. ძალიან ფრთხილად იყავით ცხელ წყალთან მუშაობის დროს; წყალი 80 გრადუს ტემპერატურაზე შეიძლება გამოიწვიოს უსიამოვნო დამწვრობა ან დამწვრობა, თუ მას კანზე დაიღვრით.