Chimici e fisici utilizzano una tecnica conosciuta come calorimetria per misurare la quantità di calore emessa o assorbita durante una reazione chimica (Vedi riferimento 1). Il calorimetro è generalmente costituito da un contenitore riempito di liquido, generalmente acqua, un termometro per controllo temperatura e un dispositivo per mescolare l'acqua. Il calorimetro stesso può essere semplice come un bicchiere di polistirolo. Calcoli da calorimetria dipendono la prima legge della termodinamica, la quale afferma che energia non può essere creata o distrutta (Vedi il riferimento 2). Applicato alla calorimetria, ciò significa che qualsiasi calore prodotto durante una reazione chimica deve essere trasferito al calorimetro o, più in particolare, per l'acqua all'interno del calorimetro (Vedi riferimento 3, equazione 4). Pertanto, se il chimico o fisico può misurare il calore assorbito dall'acqua, quindi sanno la quantità di calore sprigionato dalla reazione.
Istruzioni
• Calcolare la variazione di temperatura, delta(T), dell'acqua nel calorimetro secondo l'equazione delta(T) = temperatura finale - temperatura iniziale. Supponendo che la reazione è esotermica, cioè, è rilasciato calore, delta(T) dovrebbe esibire un valore positivo. Se la reazione è endotermica, cioè, ha assorbito il calore, quindi delta(T) dovrebbe essere negativo. Così, se la temperatura iniziale era 24,0 gradi Celsius e la temperatura finale era 33,4 gradi Celsius, quindi delta(T) = 33,4-24.0 = 9,6 gradi Celsius.
• Calcolare la massa di acqua nel calorimetro. Se tu fossi seguendo un insieme di istruzioni, come da una procedura di laboratorio in un libro di testo, le istruzioni avrebbe dovuto includere un passo in cui un volume fisso di acqua è stato misurato in, ad esempio, un cilindro graduato, o Coppa del calorimetro è stato pesato su una bilancia prima e dopo l'acqua è stato aggiunto. Se hai misurato un volume fisso di acqua, quindi la massa in grammi sarà uguale al volume in millilitri. Se si pesava il calorimetro prima e dopo l'aggiunta di acqua, quindi la massa di acqua sarà uguale alla massa del calorimetro e acqua insieme meno la massa della Coppa del vuoto. Ad esempio, se la tazza vuota calorimetro pesava 4,65 g e il calorimetro inoltre acqua pesato 111,88 g, quindi la massa d'acqua era 111.88-4,65 = 107.23 g.
• Calcolare il calore guadagnato dal calorimetro, Q, secondo l'equazione Q = m c delta(T), dove m rappresenta la massa d'acqua calcolata nel passaggio 2, c rappresenta la capacità termica dell'acqua, o 4,184 Joule per grammo per grado Celsius, J/gC, e delta(T) rappresenta la variazione di temperatura calcolato al passaggio 1 (Vedi riferimento 3, equazione 1). Continuando con l'esempio da passaggi 1 e 2, Q = g 107,23 4.184 J/gC 9,6 C = 4.3 x 10 ^ 3 J, o 4.3 kJ. Questo rappresenta il calore assorbito dal calorimetro.