甲的量熱計(jì)是一種裝置,用于測(cè)量在化學(xué)反應(yīng)中的熱流量的數(shù)量。熱量表的兩個(gè)最常見的類型是一杯咖啡的熱量計(jì)和彈式量熱。咖啡杯熱量表咖啡杯量熱計(jì)基本上是一個(gè)聚苯乙烯(聚苯乙烯泡沫塑料)有蓋杯。杯部分地填充有已知體積的水和溫度計(jì)的插入穿過杯的蓋,所以,它的燈泡是在水面以下。發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),在的咖啡杯量熱計(jì)中,如果水吸收反應(yīng)熱。用于計(jì)算所產(chǎn)生的熱量被吸收(用于制造各種制品,所以水的溫度降低)或演進(jìn)(輸給水水溫的變化,因此它的溫度升高)反應(yīng)制得。
熱流計(jì)算的關(guān)系:Q =(比熱)XMXΔT其中,q為熱流量,m是質(zhì)量(克),和,Δt是溫度的變化。的比熱是1克的物質(zhì),1度的溫度上升所需要的熱量。水的比熱為4.18 J /(克·℃下)。
例如,考慮一種化學(xué)反應(yīng),該反應(yīng)發(fā)生在200克水的初始溫度為25.0℃。使反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,在的咖啡杯量熱計(jì)中。作為該反應(yīng)的結(jié)果,水的溫度變?yōu)?1.0℃。熱流量的計(jì)算方法:q 水 = 4.18 J /(G·°C)×200 GX(31.0°C - 25.0°C)
q 水 = 5.0×10 3 ?
換句話說,反應(yīng)的副產(chǎn)物進(jìn)化5000 J的熱量,丟失的水。反應(yīng)焓變?chǔ),幅度相等但相反的符號(hào)水的熱流:ΔH 反應(yīng) = - (Q 水)
回想一下,對(duì)于一個(gè)放熱反應(yīng),ΔH<0,q 水為正。水吸收熱量,從反應(yīng)的溫度上升能夠被看見。對(duì)于吸熱反應(yīng),ΔH> 0,Q 水是負(fù)的。對(duì)于該反應(yīng)的溫度和減少在水供應(yīng)熱量,能夠被看見。
彈熱量計(jì)咖啡杯量熱儀測(cè)量熱流在一個(gè)解決方案,是偉大的,但它不能被用于涉及氣體的反應(yīng),因?yàn)樗麄儠?huì)逃離杯??Х缺繜嵊?jì)不能用于高溫反應(yīng),或者,因?yàn)檫@些會(huì)融化杯。甲彈熱量計(jì)是用來測(cè)量氣體和高溫反應(yīng)熱流量。
量熱一杯咖啡量熱儀工作在相同的方式,有一個(gè)很大的區(qū)別。在咖啡杯量熱計(jì),將反應(yīng)發(fā)生在水中。在彈式量熱計(jì),在一個(gè)密封的金屬容器,該容器被放置在一個(gè)絕緣容器中的水發(fā)生反應(yīng)。從反應(yīng)的熱流量穿過密封容器的壁到水中。的水的溫度差被測(cè)量,只是因?yàn)樗且粋€(gè)咖啡杯量熱計(jì)。熱流分析是一個(gè)比較復(fù)雜,它是一杯咖啡的量熱計(jì)熱流入量熱儀的金屬部分,因?yàn)楸仨毧紤]:q 反應(yīng) = - (Q 水 + Q 彈)其中q 水 = 4.18 J /(G·°C)XM 水 xΔT
有一個(gè)固定的質(zhì)量和比熱。有時(shí)也被稱為的質(zhì)量乘以它的比熱熱量計(jì)常數(shù),用符號(hào)C的單位是焦耳每攝氏度表示。量熱常數(shù)實(shí)驗(yàn)確定會(huì)有所不同,從一個(gè)到下一個(gè)熱量計(jì)。的熱流是:q = C X ΔT熱量計(jì)常數(shù)是已知的,計(jì)算熱流量是一件簡(jiǎn)單的事。內(nèi)彈式熱量計(jì)壓力經(jīng)常變化的反應(yīng)過程中,所以可能不相等幅度的焓變的熱流量。
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