Chimici e fisici usano una tecnica nota come calorimetria per misurare la quantità di calore emessa o assorbita durante una reazione chimica. Il calorimetro è generalmente costituito da un contenitore pieno di liquido, solitamente acqua, un termometro per il monitoraggio della temperatura e un dispositivo per l'agitazione dell'acqua. Il calorimetro stesso può essere semplice come una tazza di polistirolo. I calcoli dalla calorimetria dipendono dalla prima legge della termodinamica, che afferma che l'energia non può essere creata o distrutta. Applicato alla calorimetria, ciò significa che il calore prodotto durante una reazione chimica deve essere trasferito al calorimetro o, più specificamente, all'acqua all'interno del calorimetro. Pertanto, se il chimico o il fisico possono misurare il calore assorbito dall'acqua, allora conoscono la quantità di calore emessa dalla reazione.

TL; DR (Troppo lungo, non letto)

È possibile calcolare l'aumento di calore con un calorimetro misurando il cambiamento di temperatura di una massa nota di liquido fintanto che è nota anche la capacità termica del liquido.

Misura il cambiamento di temperatura

Calcola il cambiamento di temperatura, delta (T), dell'acqua nel calorimetro secondo il delta di equazione (T) = temperatura finale - temperatura iniziale. Supponendo che la reazione fosse esotermica, cioè, ha rilasciato calore, il delta (T) dovrebbe mostrare un valore positivo. Se la reazione era endotermica, cioè assorbiva calore, allora il delta (T) dovrebbe essere negativo. Quindi, se la temperatura iniziale era di 24,0 gradi Celsius e la temperatura finale era 33,4 gradi Celsius, quindi delta (T) = 33,4 - 24,0 = 9,6 gradi Celsius e la reazione era esotermica.

Trova la massa idrica

Calcola la massa d'acqua nel calorimetro. Se stavi seguendo una serie di istruzioni, ad esempio da una procedura di laboratorio in un libro di testo, le istruzioni avrebbero dovuto includere una fase in cui è stato misurato un volume fisso di acqua, ad esempio, un cilindro graduato, o la coppa del calorimetro era pesato su un equilibrio prima e dopo l'aggiunta dell'acqua. Se misurate un volume fisso di acqua, la massa in grammi sarà uguale al volume in millilitri. Se hai pesato il calorimetro prima e dopo l'aggiunta di acqua, allora la massa d'acqua sarà uguale alla massa del calorimetro e acqua insieme meno la massa della tazza vuota. Ad esempio, se il calorimetro vuoto pesava 4,65 g e il calorimetro più acqua pesava 111,88 g, allora la massa d'acqua era 111,88 - 4,65 = 107,23 g.

Trova il calore guadagnato

Calcola il calore ottenuto dal calorimetro, Q, secondo l'equazione Q = m * c * delta (T), dove m rappresenta la massa d'acqua calcolata nella fase 2, c rappresenta la capacità termica dell'acqua, o 4.184 joule per grammo per gradi Celsius, J /gC e delta (T) rappresentano il cambiamento di temperatura calcolato nel passaggio 1. Continuando l'esempio dai passaggi 1 e 2, Q = 107.23 g * 4.184 J /gC * 9.6 C = 4.3 * 10 ^ 3 J o 4.3 kJ. Questo rappresenta il calore assorbito dal calorimetro.