Die Kalorimetrie ist die Praxis der Messung von W rme, die bei chemischen Reaktionen, physikalischen Ver nderungen oder der W rmekapazit t beteiligt ist, unter Verwendung eines Kalorimeters. In diesem Prozess wird ein gut isolierter Beh lter vorbereitet, um den W rmeaustausch mit der Umgebung zu minimieren, und die zu untersuchende Substanz oder Reaktion wird darin platziert. Sobald die Reaktion oder der Prozess beginnt, wird das Kalorimeter versiegelt, um sicherzustellen, dass keine externe W rmeeinwirkung die Messung beeinflusst. Temperatur nderungen werden sorgf ltig mit einem Thermometer oder Temperatursensor berwacht, und die Masse sowie die spezifische W rmekapazit t der beteiligten Substanzen werden aufgezeichnet. Die aufgenommene oder abgegebene W rme der Substanz wird dann basierend auf den beobachteten Temperatur nderungen berechnet.

Es gibt verschiedene Arten von Kalorimetrie, wie die Kalorimetrie bei konstantem Druck, die Bombenkalorimetrie und die differentielle Scan-Kalorimetrie (DSC), die jeweils f r spezifische Reaktionen und Messungen geeignet sind. Anwendungen der Kalorimetrie umfassen die Bestimmung von Enthalpie nderungen bei chemischen Reaktionen, die Messung von W rmekapazit ten und Phasen berg ngen, das Studium von Stoffwechselraten in biologischen Systemen und die Charakterisierung von Materialien anhand ihrer thermischen Eigenschaften.

Zusammenfassend umfasst die Kalorimetrie die Vorbereitung des experimentellen Aufbaus, die Initiierung des Prozesses, die pr zise Messung von Temperatur nderungen und die Berechnung des W rmetransfers, um die thermischen Eigenschaften und Verhaltensweisen verschiedener Substanzen und Reaktionen zu analysieren.

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Isolierter Kalorimeter mit einem Thermometer und einer Probe im Wasser. Daneben befindet sich ein professioneller Metall-Kalorimeter.

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Schritte zur Durchf hrung der Messung:

Erhitzen Sie eine definierte Menge von ERROR:8084 bis zu ihrem Siedepunkt.
Gie en Sie das Wasser in einen isolierten Beh lter und messen Sie seine Menge (die Warmwassertemperatur ($T_i$)).
Wiegen Sie eine Probe von die Körpermasse ($m$), die sich bei einer Temperatur von die Probentemperatur ($T_m$) befindet.
Geben Sie die Probe in den Beh lter und r hren Sie, bis sie die Temperatur von ERROR:8054 erreicht.
Berechnen Sie den Wert von der Spezifische Wärme der Probe ($c$).

Diagramm:

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Im kalorimetrischen Prozess ist die Probenkühlung ($\Delta Q_m$) gleich die Wassererwärmung ($\Delta Q_w$):

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Die Der Flüssigkeit oder dem Feststoff zugeführte Wärme ($\Delta Q$) kann mit der Spezifische Wärme ($c$), die Masse ($M$) und die Temperaturschwankungen ($\Delta T$) berechnet werden mit:

(ID 11112)

Die Der Flüssigkeit oder dem Feststoff zugeführte Wärme ($\Delta Q$) kann mit der Spezifische Wärme ($c$), die Masse ($M$) und die Temperaturschwankungen ($\Delta T$) berechnet werden mit:

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Wenn ein System zu Beginn bei eine Temperatur im Ausgangszustand ($T_i$) ist und dann bei die Temperatur im Endzustand ($T_f$) ist, wird die Differenz sein:

Der Temperaturunterschied ist unabh ngig davon, ob diese Werte in Grad Celsius oder Kelvin angegeben sind.

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Wenn ein System zu Beginn bei eine Temperatur im Ausgangszustand ($T_i$) ist und dann bei die Temperatur im Endzustand ($T_f$) ist, wird die Differenz sein:

Der Temperaturunterschied ist unabh ngig davon, ob diese Werte in Grad Celsius oder Kelvin angegeben sind.

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Wenn Sie den Wert von der Spezifische Wärme der Probe ($c$) bestimmen m chten, k nnen Sie dies erreichen, indem Sie ein Objekt mit einer Masse von die Körpermasse ($m$) in eine Masse von ERROR:8084 bei Siedepunkt einf hren. Bevor Sie dies tun, messen Sie die Temperatur des Objekts, die in der Regel Raumtemperatur ist und als die Probentemperatur ($T_m$) bezeichnet wird, und dann messen Sie die Temperatur des Objekts am Ende des Prozesses, die als ERROR:8054 angegeben ist. Daher wissen wir, dass das Objekt eine bestimmte Menge an ERROR:9840,0 erhalten hat, die mit der folgenden Formel berechnet werden kann:



Dabei ist der Spezifische Wärme der Probe ($c$) der Wert, den wir bestimmen m chten. Die W rme, die das Objekt erhalten hat, stammt aus dem Wasser, dessen Temperatur von die Warmwassertemperatur ($T_i$) auf ERROR:8054 gesunken ist. Dies kann wie folgt ausgedr ckt werden:



Dabei repr sentiert der Spezifische Wärme von Wasser ($c_w$) die Konstante (1 cal/g = 4,186 J/g). Durch Gleichsetzen der W rmemenge k nnen wir die spezifische W rmekapazit t des Objekts mithilfe der folgenden Gleichung bestimmen:

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