Utilisateur:
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.
ID:(1315, 0)
Mécanismes
Iframe
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.
Mécanismes
ID:(15248, 0)
Expérience: contenant et exemple de diagramme
Description
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
Description
Étapes pour effectuer la mesure :
Chauffez une quantité définie de ($$) jusqu'à ce qu'elle atteigne son point d'ébullition.
Versez l'eau dans un récipient isolé et mesurez sa quantité (a température de l'eau chaude ($T_i$)).
Pesez un échantillon de a masse corporelle ($m$) qui se trouve à une température de a température de l'échantillon ($T_m$).
Placez l'échantillon dans le récipient et remuez jusqu'à ce qu'il atteigne la température de ($$).
Calculez la valeur de le chaleur spécifique de l'échantillon ($c$).
Diagramme :
ID:(11119, 0)
Modèle
Top
Paramètres
Variables
Calculs
à 
, puis, sélectionnez la variable: 
à 
Calculs
Calculs
Variable 
Donnée Calculer 
Cible : Équation À utiliser 
Équations
$ c = c_w \displaystyle\frac{ M_w }{ m }\displaystyle\frac{( T_i - T_f )}{( T_f - T_m )}$
c = c_w * M_w *( T_f - T_i )/( m *( T_m - T_f ))
$ \Delta Q_w = M_w c_w \Delta T$
DQ = M * c * DT
$ \Delta Q_m = m c \Delta T$
DQ = M * c * DT
$ \Delta Q_m = \Delta Q_w $
DQ_m = DQ_w
$ \Delta T_w = T_f- T_i$
DT = T_f - T_i
$ \Delta T_m = T_f- T_i$
DT = T_f - T_i
ID:(15307, 0)
Égalité dénergie délivrée et absorbée
Équation
Dans le processus calorimétrique, a refroidissement des échantillons ($\Delta Q_m$) est égal à A chauffage à l'eau ($\Delta Q_w$) :
| $ \Delta Q_m = \Delta Q_w $ |
ID:(15635, 0)
Contenu calorique en fonction de la chaleur spécifique (1)
Équation
A chaleur fournie au liquide ou au solide ($\Delta Q$) peut être calculé avec le chaleur spécifique ($c$), a masse ($M$) et a variation de température dans un liquide ou un solide ($\Delta T$) en utilisant :
| $ \Delta Q_w = M c_w \Delta T$ |
| $ \Delta Q = M c \Delta T$ |
A chaleur fournie au liquide ou au solide ($\Delta Q$) est lié à A variation de température dans un liquide ou un solide ($\Delta T$) et a capacité calorique ($C$) comme suit :
| $ \Delta Q = C \Delta T $ |
Où A capacité calorique ($C$) peut être remplacé par le chaleur spécifique ($c$) et a masse ($M$) en utilisant la relation suivante :
| $ c =\displaystyle\frac{ C }{ M }$ |
Par conséquent, nous obtenons :
| $ \Delta Q = M c \Delta T$ |
ID:(11112, 1)
Contenu calorique en fonction de la chaleur spécifique (2)
Équation
A chaleur fournie au liquide ou au solide ($\Delta Q$) peut être calculé avec le chaleur spécifique ($c$), a masse ($M$) et a variation de température dans un liquide ou un solide ($\Delta T$) en utilisant :
| $ \Delta Q_m = m c \Delta T$ |
| $ \Delta Q = M c \Delta T$ |
A chaleur fournie au liquide ou au solide ($\Delta Q$) est lié à A variation de température dans un liquide ou un solide ($\Delta T$) et a capacité calorique ($C$) comme suit :
| $ \Delta Q = C \Delta T $ |
Où A capacité calorique ($C$) peut être remplacé par le chaleur spécifique ($c$) et a masse ($M$) en utilisant la relation suivante :
| $ c =\displaystyle\frac{ C }{ M }$ |
Par conséquent, nous obtenons :
| $ \Delta Q = M c \Delta T$ |
ID:(11112, 2)
Différence de température (Kelvin) (1)
Équation
Si un système est initialement à Une température à l'état initial ($T_i$) et qu'il se trouve ensuite à A température à l'état final ($T_f$), la différence sera de :
| $ \Delta T_w = T_f- T_i$ |
| $ \Delta T = T_f- T_i$ |
La différence de température est indépendante de savoir si ces valeurs sont en degrés Celsius ou en Kelvin.
ID:(4381, 1)
Différence de température (Kelvin) (2)
Équation
Si un système est initialement à Une température à l'état initial ($T_i$) et qu'il se trouve ensuite à A température à l'état final ($T_f$), la différence sera de :
| $ \Delta T_m = T_f- T_i$ |
| $ \Delta T = T_f- T_i$ |
La différence de température est indépendante de savoir si ces valeurs sont en degrés Celsius ou en Kelvin.
ID:(4381, 2)
Expérience: Calorimétrie
Équation
Si vous souhaitez déterminer 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 ($$) à son point d'ébullition. Avant de procéder, mesurez la température de l'objet, qui est généralement à la température ambiante, notée comme a température de l'échantillon ($T_m$), puis mesurez la température de l'objet immergé dans l'eau à la fin du processus, notée comme ($$). Par conséquent, nous savons que l'objet a reçu une certaine quantité de différence de chaleur ($\Delta Q$), qui peut être calculée à l'aide de la formule suivante :
Où Le chaleur spécifique de l'échantillon ($c$) est la valeur que nous souhaitons déterminer. La chaleur reçue par l'objet provient de l'eau, dont la température a diminué de a température de l'eau chaude ($T_i$) à ($$). Cela peut s'exprimer comme suit :
Où Le chaleur spécifique de l'eau ($c_w$) représente la constante (1 cal/g = 4,186 J/g). En égalant la quantité de chaleur, nous pouvons déterminer la capacité thermique spécifique de l'objet en utilisant l'équation suivante :
| $ c = c_w \displaystyle\frac{ M_w }{ m }\displaystyle\frac{( T_i - T_f )}{( T_f - T_m )}$ |
La relation entre la quantité de chaleur libérée par l'objet, représentée par le différence de chaleur ($\Delta Q$), avec une masse de a masse corporelle ($m$), et les températures le chaleur spécifique de l'échantillon ($c$), ($$) et a température de l'échantillon ($T_m$), peut être décrite par l'équation suivante :
Cette quantité de chaleur est égale à la quantité de chaleur absorbée par l'eau, qui a une masse de ($$) et des températures le chaleur spécifique de l'eau ($c_w$), a température de l'eau chaude ($T_i$) et ($$), et peut être exprimée par l'équation suivante :
Ces deux quantités de chaleur sont égales, nous pouvons donc établir l'égalité suivante :
$m c (T_f - T_m) = M c_w (T_i - T_f)$
De cette manière, nous pouvons calculer la valeur de
| $ c = c_w \displaystyle\frac{ M_w }{ m }\displaystyle\frac{( T_i - T_f )}{( T_f - T_m )}$ |
.
ID:(11117, 0)