1. Installation:
* kalorimeter: En välisolerad behållare (som en styrofoamkopp) som förhindrar värmeväxling med omgivningen.
* Termometer: För att mäta temperaturförändringarna.
* Värmeelement: En anordning för att lägga till en känd mängd värme till ämnet (t.ex. en värmare, en brännare eller en reaktion).
* Ämne: Materialet vars specifika värme du vill hitta.
* Känd massa av vatten: Vatten används ofta som referensämne på grund av dess väl definierade specifika värme.
2. Förfarande:
* Mät ämnets massa: Du måste känna till massan av ämnet du testar.
* Mät den ursprungliga temperaturen för ämnet: Registrera starttemperaturen för ämnet i kalorimetern.
* Lägg till en känd mängd värme till ämnet: Detta görs vanligtvis genom att värma ämnet direkt eller genom att tillsätta en känd massa varmt vatten med en uppmätt temperatur.
* Mät substansens slutliga temperatur: Spela in temperaturen efter att värmen har tillsatts och systemet når jämvikt.
* Mät temperaturförändringen på vattnet (om tillämpligt): Om du använde varmt vatten för att lägga till värme, mäta också temperaturförändringen.
3. Beräkning:
* Beräkna värmen som absorberas av ämnet (Q): Detta kan beräknas med följande formel:
* Q =m * c * Δt
* Q =värmeenergi (i Joules, J)
* m =ämnets massa (i gram, g)
* C =specifik värmekapacitet (i joules per gram per grad Celsius, j/g ° C)
* Δt =förändring i temperatur (i grader celsius, ° C)
* Beräkna värmen som frigörs av det varma vattnet (om tillämpligt): Använd samma formel som ovan, men ersätt massan, specifik värme och temperaturförändring av vattnet.
* likvärda värmen som absorberas av ämnet till värmen som frigörs av det heta vattnet (om tillämpligt): Detta säkerställer att den totala energin i systemet förblir konstant.
* Lös för den specifika värmen (c): Omorganisera ekvationen för att isolera den specifika värmekapaciteten, c.
4. Resultat:
Det beräknade värdet för C är den specifika värmen för ämnet i enheter av joules per gram per grad Celsius (J/g ° C).
Exempel:
Låt oss säga att du vill hitta den specifika värmen i ett metallprov. Du placerar 50 gram metall i en kalorimeter och värmer den med 100 gram vatten initialt vid 80 ° C. Vattnet kyls till 60 ° C, och metallens temperatur stiger från 20 ° C till 40 ° C.
1. Värme absorberas av metall:
* Q =50 g * C * (40 ° C - 20 ° C) =1000C J
2. Värme släppt av vatten:
* Q =100 g * 4,18 j/g ° C * (80 ° C - 60 ° C) =8360 j
3. Jämställdhetsvärme:
* 1000C J =8360 J
4. Lösning för specifik värme:
* C =8360 J / 1000 g =8,36 j / g ° C
Därför är den specifika värmen för metallprovet 8,36 J/g ° C.
Viktiga anteckningar:
* Kalorimetri är en förenklad modell, och mätningar i verkligheten kan påverkas av faktorer som värmeförluster till omgivningen.
* Det är avgörande att säkerställa att kalorimetern är välisolerad för att minimera värmeförlusten.
* Det specifika värmen i ett ämne kan variera något beroende på dess fas (fast, vätska, gas) och temperatur.
