Forstå kalorimetri for å måle varmeoverføring

kalorimetri er en metode for å måle varmeoverføring innen en kjemisk reaksjon eller andre fysiske prosesser, for eksempel en skifte mellom forskjellige tilstandsstoffer.

Begrepet "kalorimetri" kommer fra latin calor ("varme") og gresk metron ("måle"), så det betyr "måling av varme." Enheter som brukes til å utføre kalorimetri-målinger kalles kalori.

Slik fungerer kalorimetri

Siden varme er en form for energi, følger den reglene for bevaring av energi. Hvis et system er inneholdt i termisk isolasjon (med andre ord, varme kan ikke komme inn eller forlate systemet), så noen varme energi som går tapt i en del av systemet må oppnås i en annen del av systemet.

Hvis du for eksempel har en god, termisk isolerende termos som inneholder varm kaffe, vil kaffen forbli varm mens den er forseglet i termosen. Hvis du derimot legger is i den varme kaffen og forsegler den igjen, vil du finne den når du senere åpner den at kaffen mistet varmen og isen fikk varme... og smeltet som et resultat, og dermed vannet ned din kaffe!

instagram viewer

La oss anta at i stedet for varm kaffe i en termos, hadde du vann inne i et kalorimeter. Kalorimeteret er godt isolert, og et termometer er innebygd i kalorimeteret for nøyaktig å måle temperaturen på vannet inne. Hvis vi da skulle legge is i vannet, ville det smelte - akkurat som i kaffeeksemplet. Men denne gangen måler kalorimeteret kontinuerlig temperatur av vannet. Varme forlater vannet og går ned i isen og får det til å smelte, så hvis du så på temperaturen på kalorimeteret, ville du se temperaturen på vannet synke. Etter hvert ville all isen smeltet og vannet ville nå en ny tilstand termisk likevekt, der temperaturen ikke lenger endrer seg.

Fra endringen i temperatur i vannet, kan du deretter beregne mengden varmeenergi det tok for å forårsake isens smelting. Og det, vennene mine, er kalorimetri.