Kalorimetria - Fyzikálna chémia - Online kurzy
Ak je telu s hmotnosťou $ m $ dodané množstvo tepla Q, zvýšenie teploty $ \ Delta T $ sa zvyšuje úmerne s množstvom dodaného tepla. Faktor proporcionality $ c $ je materiálová konštanta a závisí od materiálu.
$ Q = m \ cdot c \ cdot \ Delta T $
Zmeny tepla sa preto vždy vnímajú ako zmeny teploty, pričom teplota opisuje stav systému a zmena tepelnej energie naznačuje zmenu stavu systému. Príslušný pomer zmeny tepla a zmeny teploty je opísaný ako tepelná kapacita látky.
Tepelná kapacita popisuje, koľko energie (zmena tepelnej energie) je nevyhnutná na zvýšenie teploty o 1 ° C pre určitú hmotnosť látky. Zmena tepla preto závisí od tepelnej kapacity všetkých zúčastnených zložiek (látok, zariadení) a zmeny teploty.
Hlavné veľkosti sú:
- Tepelná kapacita $ C $ tela s hmotnosťou m je množstvo tepla $ Q $, ktoré je potrebné na jeho zahriatie o 1 ° C,
$ C = \ dfrac = \ dfrac \ Šípka doľava Q = C \ cdot \ Delta T $
- Merná tepelná kapacita látky je množstvo tepla, ktoré je potrebné na zohriatie 1 g na 1 ° C,
- Tepelná kapacita kalorimetra: $ C_kal $je a daná hodnota alebo bola určená elektrickou alebo zmesovou metódou.
- Množstvo tepla $ Q $ je vždy celková tepelná kapacita všetkých faktorov (látky, nádoby).
Pomocou kalorimetra sa meria množstvo tepla, ktoré sa uvoľňuje alebo odoberá počas chemických reakcií. Kalorimeter je vždy navrhnutý tak, aby tvoril Dewarovu nádobu a vytváral adiabatické reakčné podmienky prostredníctvom najlepšej možnej tepelnej izolácie.
Obrázok zobrazuje experimentálne nastavenie na meranie tepelnej kapacity kalorimetra. Ak prúd I preteká vykurovacou špirálou, na ktorú je privádzané napätie U, vzniká v ňom v čase ∆t množstvo tepla ekvivalentné elektrickej energii.
$ U \ cdot I \ cdot \ Delta t = Q = (m_W \ cdot c_W) + C_ $
Q je za izobarických podmienok Entalpia (Zmena množstva tepla) a dá sa, ako je opísané vyššie, určiť pomocou zmeny látok a teploty. Q podáva výroky o správaní sa počas reakcie .