NộI Dung
Nhiệt lượng kế đo nhiệt của phản ứng hóa học hoặc thay đổi vật lý như băng tan thành nước lỏng. Sức nóng của phản ứng rất quan trọng để hiểu nhiệt động lực học của các phản ứng hóa học và dự đoán loại phản ứng nào sẽ diễn ra một cách tự nhiên. Một nhiệt lượng kế cơ bản rất dễ dàng để xây dựng - tất cả những gì bạn cần là một vài cốc cà phê xốp, nắp và nhiệt kế. Tuy nhiên, trước khi sử dụng nhiệt lượng kế của bạn, bạn cần hiệu chỉnh nó và xác định hằng số nhiệt lượng kế của nó. Để tìm hằng số nhiệt lượng kế cho thiết bị của bạn, hãy làm theo các bước được nêu dưới đây.
Mặc áo khoác phòng thí nghiệm, kính bảo hộ và găng tay.
Lắp ráp cốc cà phê bằng nhiệt lượng kế bằng cách chèn một cốc cà phê Xốp vào cái kia và gắn nắp. Nó có vẻ đơn giản, nhưng nếu được hiệu chỉnh chính xác, nhiệt lượng kế cốc cà phê này có thể hữu ích một cách đáng ngạc nhiên để tìm ra phản ứng nóng.
Đo khoảng 50 ml nước lạnh bằng xi lanh chia độ. Không cần phải chính xác ở giai đoạn này.
Đo trọng lượng của nhiệt lượng kế cốc cà phê rỗng của bạn đến 0,01 gram gần nhất (hoặc gần nhất có thể). Bây giờ, thêm 50 mL nước lạnh, thay thế nắp và cân lại nhiệt lượng kế. Sự khác biệt giữa trọng lượng rỗng và đầy là trọng lượng của nước lạnh. Ghi lại giá trị này (đến 0,01 gram gần nhất).
Cân cốc và ghi lại trọng lượng của nó (chính xác đến 0,01 gram). Thêm khoảng 50 mL nước và cân lại cốc. Sự khác biệt giữa trọng lượng rỗng và đầy là trọng lượng của nước nóng. Ghi lại giá trị này (đến 0,01 gram gần nhất).
Sử dụng giá đỡ và kẹp, giữ chặt cốc để nó đứng trên lưới lưới gạc trên đầu đốt bunsen. Lưới gạc dây ngăn không cho ngọn lửa tiếp xúc trực tiếp với kính. Đặt một trong hai nhiệt kế vào cốc thủy tinh và cố định nó bằng kẹp để nó lơ lửng trong nước, nhưng không chạm vào đáy cốc.
Thắp sáng lò đốt bunsen và nhẹ nhàng đun nóng nước nóng đến khoảng 80 độ C. Tốt hơn là đun nóng từ từ thay vì làm nóng quá nhanh và đun sôi.
Đưa nhiệt kế thứ hai vào nhiệt lượng kế qua nắp. Khuấy nước bên trong nhiệt lượng kế trong bốn phút và ghi lại nhiệt độ của nó trong khoảng thời gian một phút đến 0,1 độ C. Nhiệt độ nên duy trì không đổi ít nhiều; nếu không, hãy để nước lạnh ngồi ít nhất hai phút nữa.
Ngay trước phút thứ năm, hãy tắt đầu đốt Bunsen nếu bạn chưa làm như vậy và ghi lại nhiệt độ của nước nóng và nước lạnh. Nhanh chóng và cẩn thận đổ tất cả nước nóng vào nhiệt lượng kế, sau đó thay thế nắp và tiếp tục khuấy bằng nhiệt kế.
Đo và ghi lại nhiệt độ trong nhiệt lượng kế trong khoảng thời gian 30 giây cho đến khi hết 5 phút.
Mở Excel hoặc chương trình bảng tính khác. Nhập thời gian dưới dạng giá trị X và nhiệt độ dưới dạng giá trị y và vẽ biểu đồ dữ liệu của bạn. Sử dụng chương trình bảng tính để tìm dòng phù hợp nhất với dữ liệu sau khi thêm nước nóng. Không bao gồm các điểm dữ liệu từ trước khi thêm nước nóng vào dòng phù hợp nhất của bạn. Đường xu hướng nên tuyến tính.
Viết xuống dòng phù hợp nhất từ biểu đồ của bạn. Cắm 5 phút cho x và tính y (nhiệt độ ngoại suy ở 5 phút). Vâng gọi đây là nhiệt độ ngoại suy Tf.
Trừ Tf khỏi nhiệt độ của nước nóng ngay trước khi bạn thêm nó vào nhiệt lượng kế. Điều này sẽ cung cấp cho bạn sự thay đổi nhiệt độ của nước nóng, Th. Nhân số Th với 4.184 và khối lượng của nước nóng để tìm ra lượng nước nóng bị mất trong joules.
Trừ nhiệt độ của nước lạnh từ Tf; Điều này sẽ cung cấp cho bạn Tc, sự thay đổi nhiệt độ của nước lạnh. Nhân với khối lượng của nước lạnh và 4.184 để tìm ra năng lượng thu được từ nước lạnh trong joules.
Trừ năng lượng thu được từ nước lạnh từ năng lượng bị mất bởi nước nóng. Điều này sẽ cung cấp cho bạn lượng năng lượng đạt được bằng nhiệt lượng kế.
Chia năng lượng thu được bằng nhiệt lượng kế cho Tc (sự thay đổi nhiệt độ của nước lạnh). Câu trả lời cuối cùng là hằng số nhiệt lượng kế của bạn.