Definicja kalorymetru w chemii

Słownik chemiczny Definicja kalorymetru

Encyklopedia Britannica/UIG / Getty Images

A kalorymetr to urządzenie służące do pomiaru ciepło przepływ substancji chemicznej reakcja lub fizyczna zmiana . Proces pomiaru tego ciepła nazywa się kalorymetria . Podstawowy kalorymetr składa się z metalowego pojemnika z wodą nad komorą spalania, w którym termometr służy do pomiaru zmiany temperatury wody. Istnieje jednak wiele rodzajów bardziej złożonych kalorymetrów.

Podstawową zasadą jest to, że ciepło uwalniane przez komorę spalania podnosi w wymierny sposób temperaturę wody. Zmiana temperatury może być następnie wykorzystana do obliczenia zmiany entalpii na mol substancji A, gdy substancje A i B poddają się reakcji.

Użyte równanie to:

q = C_w(T_f- T_i)

gdzie:

• q to ilość ciepła w dżulach
• Cv to pojemność cieplna kalorymetru w dżulach na kelwin (J/K)
• T_foraz T_ito temperatura końcowa i początkowa

Historia kalorymetru

Pierwsze kalorymetry lodowe zostały zbudowane w oparciu o koncepcję ciepła utajonego Josepha Blacka, wprowadzoną w 1761 roku. Antoine Lavoisier ukuł termin kalorymetr w 1780 roku, aby opisać urządzenie, którego używał do pomiaru ciepła z oddychania świnki morskiej używanego do topienia śniegu. W 1782 roku Lavoisier i Pierre-Simon Laplace eksperymentowali z kalorymetrami lodowymi, w których ciepło potrzebne do stopienia lodu można było wykorzystać do pomiaru ciepła z reakcji chemicznych.

Rodzaje kalorymetrów

Kalorymetry wykroczyły poza oryginalne kalorymetry lodowe.

Kalorymetr adiabatyczny: W kalorymetrze adiabatycznym pewna ilość ciepła jest zawsze tracona do pojemnika, ale do obliczeń stosuje się współczynnik korygujący, aby skompensować utratę ciepła. Ten typ kalorymetru służy do badania niekontrolowanych reakcji. Kalorymetr reakcyjny: W tego typu kalorymetrze reakcja chemiczna zachodzi w izolowanym zamkniętym pojemniku. Mierzy się przepływ ciepła w funkcji czasu, aby osiągnąć ciepło reakcji. Jest to wykorzystywane do reakcji, które mają przebiegać w stałej temperaturze lub do znalezienia maksymalnego ciepła uwalnianego przez reakcję. Kalorymetr bombowy: A kalorymetr bombowy to kalorymetr o stałej objętości, skonstruowany tak, aby wytrzymać ciśnienie wytwarzane przez reakcję podczas ogrzewania powietrza w pojemniku. Zmiana temperatury wody służy do obliczyć ciepło spalania . Kalorymetr typu cielęcego: Ten typ kalorymetru opiera się na trójwymiarowym czujniku przepływomierza wykonanym z pierścieni termopar połączonych szeregowo. Ten typ kalorymetru pozwala na większą wielkość próbki i wielkość naczynia reakcyjnego bez poświęcania dokładności pomiaru. Przykładem kalorymetru typu Calvet jest kalorymetr C80. Kalorymetr stałociśnieniowy: Ten przyrząd mierzy zmianę entalpii reakcji w roztworze w warunkach stałego ciśnienia atmosferycznego. Typowym przykładem tego typu urządzenia jest kalorymetr do filiżanek kawy.