Utilisateur:
Calorimétrie pratique
Storyboard 
Pour mesurer la capacité thermique ou la chaleur spécifique d'un métal, on plonge d'abord le métal dans de l'eau bouillante, puis dans de l'eau à température ambiante. En analysant la masse de l'eau et les variations de température, on peut déterminer les propriétés thermiques du métal.
ID:(1315, 0)
Mécanismes
Définition
La calorimétrie est la pratique de la mesure de la chaleur impliquée dans les réactions chimiques, les changements physiques ou la capacité calorifique à l'aide d'un calorimètre. Dans ce processus, un récipient bien isolé est préparé pour minimiser les échanges de chaleur avec l'environnement, et la substance ou la réaction d'intérêt est placée à l'intérieur. Une fois la réaction ou le processus commencé, le calorimètre est scellé pour garantir qu'aucune chaleur externe n'influence la mesure. Les changements de température sont soigneusement surveillés à l'aide d'un thermomètre ou d'un capteur de température, et la masse ainsi que la capacité calorifique spécifique des substances impliquées sont enregistrées. La chaleur absorbée ou libérée par la substance est ensuite calculée en fonction des variations de température observées.
Il existe différents types de calorimétrie, comme la calorimétrie à pression constante, la calorimétrie de bombe et la calorimétrie différentielle à balayage (DSC), chacune adaptée à des types spécifiques de réactions et de mesures. Les applications de la calorimétrie incluent la détermination des changements d'enthalpie dans les réactions chimiques, la mesure des capacités calorifiques et des transitions de phase, l'étude des taux métaboliques dans les systèmes biologiques et la caractérisation des matériaux par leurs propriétés thermiques.
En essence, la calorimétrie implique la préparation de l'appareillage expérimental, l'initiation du processus, la mesure précise des variations de température et le calcul des transferts de chaleur pour analyser les propriétés thermiques et les comportements de diverses substances et réactions.
ID:(15248, 0)
Expérience: contenant et exemple de diagramme
Image
Calorimètre isolé avec un thermomètre et un échantillon à l'intérieur de l\'eau. À côté, un calorimètre métallique professionnel.
ID:(11120, 0)
Expérience: procédure de calorimétrie
Noter
Étapes pour effectuer la mesure :
Chauffez une quantité définie de ERROR:8084 jusqu'à ce qu'elle atteigne son point d'ébullition.
Versez l'eau dans un récipient isolé et mesurez sa quantité (a température de l'eau chaude ($T_i$)).
Pesez un échantillon de a masse corporelle ($m$) qui se trouve à une température de a température de l'échantillon ($T_m$).
Placez l'échantillon dans le récipient et remuez jusqu'à ce qu'il atteigne la température de ERROR:8054.
Calculez la valeur de le chaleur spécifique de l'échantillon ($c$).
Diagramme :
ID:(11119, 0)
Calorimétrie dans les liquides et solides
Storyboard
Pour mesurer la capacité thermique ou la chaleur spécifique d'un métal, on plonge d'abord le métal dans de l'eau bouillante, puis dans de l'eau à température ambiante. En analysant la masse de l'eau et les variations de température, on peut déterminer les propriétés thermiques du métal.
Variables
Calculs
à 
,
puis, sélectionnez la variable: 
à 
Calculs
Variable
Donnée
Calculer
Cible :
Équation
À utiliser
Équations
A chaleur fournie au liquide ou au solide ($\Delta Q$) est li a variation de température ($\Delta T$) et a capacité calorique ($C$) comme suit :
O A capacité calorique ($C$) peut tre remplac par le chaleur spécifique ($c$) et a masse ($M$) en utilisant la relation suivante :
Par cons quent, nous obtenons :
A chaleur fournie au liquide ou au solide ($\Delta Q$) est li a variation de température ($\Delta T$) et a capacité calorique ($C$) comme suit :
O A capacité calorique ($C$) peut tre remplac par le chaleur spécifique ($c$) et a masse ($M$) en utilisant la relation suivante :
Par cons quent, nous obtenons :
La relation entre la quantit de chaleur lib r e par l'objet, repr sent e par le différence de chaleur ($\Delta Q$), avec une masse de a masse corporelle ($m$), et les temp ratures le chaleur spécifique de l'échantillon ($c$), ERROR:8054 et a température de l'échantillon ($T_m$), peut tre d crite par l' quation suivante :
Cette quantit de chaleur est gale la quantit de chaleur absorb e par l'eau, qui a une masse de ERROR:8084 et des temp ratures le chaleur spécifique de l'eau ($c_w$), a température de l'eau chaude ($T_i$) et ERROR:8054, et peut tre exprim e par l' quation suivante :
Ces deux quantit s de chaleur sont gales, nous pouvons donc tablir l' galit suivante :
$m c (T_f - T_m) = M c_w (T_i - T_f)$
De cette mani re, nous pouvons calculer la valeur de
Exemples
La calorim trie est la pratique de la mesure de la chaleur impliqu e dans les r actions chimiques, les changements physiques ou la capacit calorifique l'aide d'un calorim tre. Dans ce processus, un r cipient bien isol est pr par pour minimiser les changes de chaleur avec l'environnement, et la substance ou la r action d'int r t est plac e l'int rieur. Une fois la r action ou le processus commenc , le calorim tre est scell pour garantir qu'aucune chaleur externe n'influence la mesure. Les changements de temp rature sont soigneusement surveill s l'aide d'un thermom tre ou d'un capteur de temp rature, et la masse ainsi que la capacit calorifique sp cifique des substances impliqu es sont enregistr es. La chaleur absorb e ou lib r e par la substance est ensuite calcul e en fonction des variations de temp rature observ es.
Il existe diff rents types de calorim trie, comme la calorim trie pression constante, la calorim trie de bombe et la calorim trie diff rentielle balayage (DSC), chacune adapt e des types sp cifiques de r actions et de mesures. Les applications de la calorim trie incluent la d termination des changements d'enthalpie dans les r actions chimiques, la mesure des capacit s calorifiques et des transitions de phase, l' tude des taux m taboliques dans les syst mes biologiques et la caract risation des mat riaux par leurs propri t s thermiques.
En essence, la calorim trie implique la pr paration de l'appareillage exp rimental, l'initiation du processus, la mesure pr cise des variations de temp rature et le calcul des transferts de chaleur pour analyser les propri t s thermiques et les comportements de diverses substances et r actions.
Calorim tre isol avec un thermom tre et un chantillon l'int rieur de l\'eau. c t , un calorim tre m tallique professionnel.
tapes pour effectuer la mesure :
Chauffez une quantit d finie de ERROR:8084 jusqu' ce qu'elle atteigne son point d' bullition.
Versez l'eau dans un r cipient isol et mesurez sa quantit (a température de l'eau chaude ($T_i$)).
Pesez un chantillon de a masse corporelle ($m$) qui se trouve une temp rature de a température de l'échantillon ($T_m$).
Placez l' chantillon dans le r cipient et remuez jusqu' ce qu'il atteigne la temp rature de ERROR:8054.
Calculez la valeur de le chaleur spécifique de l'échantillon ($c$).
Diagramme :
Dans le processus calorim trique, a refroidissement des échantillons ($\Delta Q_m$) est gal a chauffage à l'eau ($\Delta Q_w$) :
A chaleur fournie au liquide ou au solide ($\Delta Q$) peut tre calcul avec le chaleur spécifique ($c$), a masse ($M$) et a variation de température ($\Delta T$) en utilisantxa0:
A chaleur fournie au liquide ou au solide ($\Delta Q$) peut tre calcul avec le chaleur spécifique ($c$), a masse ($M$) et a variation de température ($\Delta T$) en utilisantxa0:
Si un syst me est initialement une température à l'état initial ($T_i$) et qu'il se trouve ensuite a température à l'état final ($T_f$), la diff rence sera de :
La diff rence de temp rature est ind pendante de savoir si ces valeurs sont en degr s Celsius ou en Kelvin.
Si un syst me est initialement une température à l'état initial ($T_i$) et qu'il se trouve ensuite a température à l'état final ($T_f$), la diff rence sera de :
La diff rence de temp rature est ind pendante de savoir si ces valeurs sont en degr s Celsius ou en Kelvin.
Si vous souhaitez d terminer la valeur de le chaleur spécifique de l'échantillon ($c$), vous pouvez le faire en introduisant un objet d'une masse de a masse corporelle ($m$) dans une masse de ERROR:8084 son point d' bullition. Avant de proc der, mesurez la temp rature de l'objet, qui est g n ralement la temp rature ambiante, not e comme a température de l'échantillon ($T_m$), puis mesurez la temp rature de l'objet immerg dans l'eau la fin du processus, not e comme ERROR:8054. Par cons quent, nous savons que l'objet a re u une certaine quantit de ERROR:9840,0, qui peut tre calcul e l'aide de la formule suivante :
O Le chaleur spécifique de l'échantillon ($c$) est la valeur que nous souhaitons d terminer. La chaleur re ue par l'objet provient de l'eau, dont la temp rature a diminu de a température de l'eau chaude ($T_i$) ERROR:8054. Cela peut s'exprimer comme suit :
O Le chaleur spécifique de l'eau ($c_w$) repr sente la constante (1 cal/g = 4,186 J/g). En galant la quantit de chaleur, nous pouvons d terminer la capacit thermique sp cifique de l'objet en utilisant l' quation suivante :
ID:(1315, 0)