Un calorimetru s-ar putea să sune ca o piesă fantezie de echipament științific, dar este de fapt un dispozitiv foarte simplu de măsurare a căldurii pe care îl puteți face acasă folosind două căni de cafea. Adesea utilizat în experimentele de proiect științific, măsoară cantitatea de căldură implicată într-un proces chimic sau fizic, cum ar fi transferul de căldură sau căldura specifică a unei substanțe.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Temperatura lichidului se schimbă atunci când câștigă sau pierde energie. Un calorimetru măsoară masa lichidului și schimbarea temperaturii lichidului pentru a determina cantitatea de energie câștigată sau pierdută de lichid.
Componentele unui calorimetru
Un calorimetru are două vase: un vas exterior și un vas interior. Aerul dintre cele două vase acționează ca un izolator termic, ceea ce înseamnă că nu există un schimb de căldură (sau minim) între ceea ce se află în interiorul vasului interior și mediul exterior. Calorimetrele utilizate în laboratoarele științifice au un inel din fibră realizat din material izolant pentru a ține vasul interior în centrul vasului exterior. Acestea includ un termometru pentru a măsura temperatura lichidului din vasul interior și un agitator pentru a agita lichidul și a distribui căldura în vas. Este ușor să faci un calorimetru acasă cu cupe din polistiren, un capac, un termometru și un agitator. Cu toate acestea, un calorimetru „ceașcă de cafea” permite un schimb mai mare de căldură cu împrejurimile sale și produce rezultate mai puțin precise.
Măsurarea transferului de căldură
Dacă o reacție exotermă (o reacție chimică care eliberează energie prin lumină sau căldură) are loc într-o soluție într-un calorimetru, soluția folosește căldură, ceea ce îi ridică temperatura. Dacă se întâmplă o reacție endotermică (o reacție care absoarbe energia din împrejurimile sale), soluția pierde căldură, ceea ce îi scade temperatura. Diferența de temperatură, împreună cu căldura specifică și masa soluției, vă permite să aflați cât de multă căldură utilizează reacția. De exemplu, dacă așezați o bucată fierbinte de cupru într-o cantitate rece de apă într-un calorimetru, căldura va curge din cupru în apă. Temperatura cuprului va scădea, iar temperatura apei va crește până când vor avea aceeași temperatură (echilibru termic). Nu câștigați sau pierdeți căldură în timpul procesului, deoarece calorimetrul permite transferul de căldură între cele două substanțe.
Măsurarea căldurii specifice
Căldura specifică este cantitatea de energie necesară pentru a produce o schimbare de temperatură de 1 grad Celsius pe gram de substanță și variază între substanțe. De exemplu, căldura specifică a apei este de 1,00 calorii / gram grade Celsius. Pentru a determina căldura specifică a unui metal necunoscut, așezați o bucată de metal încălzită în apă în vasul interior al calorimetrului. După ce ați măsurat temperatura finală atât a metalului, cât și a apei, cum ar fi cea mai ridicată temperatură atinsă de apă, puteți calcula căldura specifică a metalului. În primul rând, înmulțiți masa apei cu căldura specifică a apei cu schimbarea temperaturii apei, apoi înmulțiți masa metalului cu schimbarea temperaturii metalului. Împărțiți primul dvs. răspuns la al doilea răspuns pentru a stabili căldura specifică a metalului.