قياس الحجم الثابت

التغير في الطاقة الداخلية للتفاعل،دلتا E،هو مجموع كل من الحرارة،q،والشغل،w. في حين أنه من السهل قياس الحرارة من خلال تغيرات درجة الحرارة،فإنّقياس شغل ضغط-الحجم من خلال التغييرات في الحجم غير مناسب. للتفاعلات الكيميائية الغازية،إذا لم يكن الحجم قابل للتغيير،فإنّدلتا V تساوي صفرًا،وبالتالي،سيكون w صفرًا.

وهكذا،التغير في الطاقة الداخلية للتفاعل سيساوي بالضبط الحرارة المنقولة. في ظل ظروف الحجم الثابت،تقاس الحرارة التي تنتقل في تفاعل باستخدام مسعر القنبلة. هذا يختلف عن مسعر فنجان القهوة،والذي يقيس حرارة التفاعل تحت ظروف الضغط الثابتة.

في مسعر القنبلة،0.512 جرام من النفثالين يوضع في قنبلة من الفولاذ المقاوم للصدأ. من خلال مدخل،يوضع ملف الإشعال بحيث يلامس العينة. ثم تملأ القنبلة بالأكسجين و تغمر في إناء معزول مملوء بكتلة ماء معروفة.

الإشعال الكهربائي للمادة المتفاعلة يبدأ تفاعل الاحتراق داخل القنبلة. يتم امتصاص الحرارة المنبعثة بواسطة الماء وكذلك المكونات المختلفة في تركيب المسعر،ويشكلون جميعًا المناطق المحيطة. يؤدي هذا إلى ارتفاع درجة الحرارة بمقدار 6.42 درجة مئوية.

الحرارة التي تمتصها مجموعة المسعر بالكامل،q كال،تساوي السعة الحرارية،C كال،مضروبة في تغير درجة الحرارة دلتا T.إذا كانت القيمة المحددة تجريبياًلـ C كال 3.20 كيلو جول لكل درجة مئوية،فإنّاستبدال هذا،جنبا إلى جنب مع قيمة دلتا T تعطي حرارة المسعر و هي 20.5 كيلو جول. الحرارة المكتسبة من المسعر تساوي بالضبط الحرارة المنبعثة من التفاعل. كون القنبلة مغلقة بإحكام،يجعل حدوث التفاعل بحجم ثابت،والشغل المنجز هو صفر.

وبالتالي،فإن حرارة التفاعل تساوي التغير في طاقته الداخلية،سالب 20.5 كيلوجول. قسمة هذه القيمة على عدد المولات في 0.512 جرام من النفثالين. 3.99 ضرب 10 أس سالب 3 مولات يعطي التغير في الطاقة الداخلية لكل مول من النفثالين،وهو سالب 5140 كيلوجول لكل مول.