6.9
השינוי באנרגיה הפנימית של תגובה, דלתא E, הוא סכום החום, q, והעבודה, w. בעוד שפשוט למדוד חום באמצעות שינויי טמפרטורה, מדידת עבודה מסוג לחץ-נפח באמצעות שינויים בנפח אינה נוחה. בתגובות כימיות גזיות, אם הנפח אינו מורשה להשתנות, אז דלתא V שווה אפס, וכתוצאה מכך, w יהיה אפס.
לפיכך, שינוי האנרגיה הפנימית של התגובה יהיה שווה בדיוק לחום המועבר. בתנאי נפח קבועים, החום המועבר בתגובה נמדד באמצעות קלורימטר פצצה"הוא שונה מ"קלורימטר כוס קפה"שמודד את חום התגובה בתנאי לחץ קבוע. בקלורימטר פצצה, 0.512 גרם נפטלין מונחים בפצצת פלדת אל חלד.
דרך פתח כניסה, סליל ההצתה ממוקם במגע עם הדגימה. לאחר מכן ממלאים את הפצצה בחמצן ומשקעים אותה במכל מבודד, המלא במסה ידועה של מים. הצתה חשמלית של המגיב מתחילה את תגובת הבעירה בצידה הפנימי של הפצצה.
החום המשתחרר נספג על ידי המים והמרכיבים השונים של מכלול הקלורימטר, שכולם יחד מרכיבים את הסביבה. תהליך זה גורם לעליית הטמפרטורה ב-6.42 מעלות צלזיוס. החום הנספג על ידי כל מכלול הקלורימטר, q cal, שווה לקיבולת החום, C cal, המוכפל בהפרש הטמפרטורה, דלתא T.אם הערך הנסיוני עבור C cal הוא 3.20 קילוג'ול למעלה צלזיוס, אז הצבתו יחד עם הערך של דלתא T נותנת את חוֹם הקלורימטר כ-20.5 קילוג'ול.
החום שצבר הקלורימטר שווה בדיוק לחום שמשחררת התגובה. כשהפצצה נאטמת, התגובה מתרחשת בנפח קבוע והעבודה המבוצעת היא אפס. לכן, חום התגובה שווה לשינוי באנרגיה הפנימית, מינוס 20.5 קילוג'ול.
נחלק ערך זה במספר המולים ב-0.512 גרם נפטלין. 3.99 כפול 10 במינוס 3 מולים ונקבל את השינוי באנרגיה הפנימית לכל מול נפטלין, שהוא מינוס 5140 קילוג'ול למול.
קלורימטרים שימושיים לקביעת החום המשתחרר או הנספג בתגובה כימית. קלורימטרים של כוסות קפה מיועדים לפעול בלחץ קבוע (אטמוספרי) ונוחים למדידת זרימת חום (או…
2026 © זכויות יוצרים MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.