열량계는 반응이 일어나기 전과 후에 분리 된 시스템의 온도를 신중하게 측정하는 장치입니다. 온도의 변화는 열 에너지가 흡수 또는 방출되었는지 여부와 그 양을 알려줍니다. 이것은 생성물, 반응물 및 반응의 특성에 대한 중요한 정보를 제공합니다.
흡열 및 발열 반응
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흡열 과정은 주변에서 열을 흡수하고 발열 과정은 열을 주변으로 방출합니다. 열을 가하면 설탕과 소금이 물에 용해됩니다. 그 반응은 흡열 성입니다: 반응물 + 에너지 → 제품. 촛불의 화학 반응은 열을 발산합니다. 이들은 발열 성입니다: 반응물 → 제품 + 에너지.
열량 측정 실험
열량 측정 실험은 반응 전후의 온도를 측정하여 반응 중에 얻거나 잃은 열 에너지의 양을 측정합니다. 온도 변화, 물질 및 장비의 질량, 그리고 열용량 (각 구성 요소마다 다를 수 있음) 반응 중에 발생한 열 에너지의 변화를 계산합니다. 변화가 양수이면 열 에너지가 방출되고 프로세스는 발열입니다. 변화가 음수이면 열 에너지가 흡수되고 프로세스가 흡열됩니다.
열량계의 유형
열량계는 격리 된 환경에서 화학 반응이 진행되는 밀폐 된 절연 용기입니다. 열량계에는 반응 전후의 온도를 측정하는 방법도 포함되어 있습니다. 열량계에는 정압 열량계와 일정 부피 열량계의 두 가지 주요 유형이 있습니다. 뚜껑과 온도계가있는 스티로폼 컵은 가정 실험에 유용한 기본 정압 열량계를 만듭니다. 반응은 항상 대기압입니다. 일정 부피 폭탄 열량계는 더 복잡합니다. 반응은 절연 된 수조에 담근 두꺼운 벽의 밀봉 된 용기에서 발생합니다.
예: 발열
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음식의 칼로리는 폭탄 열량계로 태워서 결정할 수 있습니다. 측정 할 음식 샘플은 산소로 채워진 내부 챔버에 배치되며 샘플을 점화하는 가열 요소가 있습니다. 우리는 음식을 사용하여 에너지를 얻기 때문에 음식을 태우는 과정에서 에너지를 방출해야합니다. 결과적으로 온도는 이전보다 나중에 더 높아집니다. 발열 반응의 또 다른 예는 인스턴트 핫팩에서 발생하는 것입니다.
예: 흡열
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많은 사람들이 베이킹 소다와 식초를 함께 섞어 흥미로운 반응을 얻는 실험을 수행했습니다. 이 반응은 흡열 성입니다. 간단한 가정용 열량계로 이것을 테스트하는 것은 어렵지 않을 것입니다. 인스턴트 핫팩의 반대는 인스턴트 콜드 팩으로 응급 처치 키트에서 흔히 발견되며 흡열 반응을 사용합니다.
물리적 vs. 화학 공정
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이 기사에서 "반응"이라는 단어는 실제로 더 일반적으로 생각해야합니다. 물이 얼거나 끓는 것과 같은 상 변화는 화학 반응이 아니라 물리적 과정입니다. 이러한 위상 변화를 일으키기 위해 추가하거나 제거해야하는 열은 변형 열이라는 중요한 물리적 상수를 제공합니다. 이것을 측정하기 위해 열량계를 사용할 수 있습니다.