Bruger:DM74/Personlig Sandkasse

Simpelt kalorimeter
1. Termometer
2. Anordning til antænding
3.
4. Indre beholder
5. Ydre beholder
6. Isolerende fødder

Med et kalorimeter måler man hvor meget varme der frigøres/optages ved en kemisk reaktion eller fysisk proces. Herved kan man for eksempel bestemme entalpiændringen for kemiske reaktioner, den specifikke varmekapacitet af materialer samt stoffers fordampningsvarme og smeltevarme. Disciplinen inden for den eksperimentelle fysik som beskæftiger sig med måling af varme kaldes kalorimetri.

Et simpelt kalorimeter er f.eks. en isoleret beholder (f.eks. termokande) med vand. Man kan lade reaktionen forgå direkte i vandet eller i en indre beholder i vandet. Vandets temperaturændring kan nu bruges til at beregne den frigivne/optagne energi da vand har en velkendt specifik varmekapacitet.

Termodynamik

Et kalorimeter består af et termisk isoleret system som ikke udveksler varme med omgivelserne (for eksempel en termokande) med en kendt varmekapacitet ($C$). Varmen ($q$) som frigives eller optages under den undersøgte reaktion resulterer i en temperaturændring ($\Delta T$) af kalorimeteret som er proportional med kalorimeterets varmekapacitet. Ved at måle temperaturændringen kan mængden af varme som optages/frigøres beregnes med

$q=C\Delta T$

Under en kemisk reaktion brydes og dannes kemiske bindinger. Det koster energi at bryde en binding, mens energi frigives når bindinger formes. Hvor stor en del af denne energi som omsættes til varme afhænger af hvor stor en del som under reaktionen omsættes til arbejde. Hvis kalorimeteret konstrueres så reaktionen foregår i en lukket beholder med konstant rumfang som det for eksempel er tilfældet i et såkaldt bombekalorimeter, udføres der intet tryk-rumfangsarbejde og al energi omsættes til varme. Hvis reaktionen foregår under konstant tryk vil den målte mængde varme istedet svare til entalpiændringen for reaktionen.

Kalorimeteret bygger på princippet om energibevarelse. Eftersom kalorimeteret er termisk isoleret udveksles der ingen varme med omgivelserne. Al varme som optages eller frigives ved processesen som undersøges ($q_{reaktion}$) udveksles derfor med kalorimeteret selv som enten opvarmes eller afkøles ($q_{kal.}=C_{kal.}\Delta T$).

$q_{reaktion}+C_{kal.}\Delta T=0$

Kalorimetertyper

Bombekalorimeter

Bombekalorimeter. "Bomben" hvor reaktionen foregår er her løftet ud af kalorimeteret, og en ekstra bombe ses ved siden af apparatet.

Et bombekalorimeter bruges til at at måle forbrændingsvarme. Denne type kalorimeter opererer ved konstant rumfang, og er derfor konstrueret til at kunne modstå et stort tryk.

Bombekalorimeteret består af en ydre isoleret beholder fyldt med vand. Forbrændingseaktionen forløber i et indre kammer, som kaldes bomben.

• Wikimedia Commons har flere filer relateret til DM74/Personlig Sandkasse

Spire Denne artikel om fysik er en spire som bør udbygges. Du er velkommen til at hjælpe Wikipedia ved at udvide den.

Kategori:Måleinstrumenter Kategori:Termodynamik Kategori:Laboratorieudstyr