Sabit Hacim Kalorimetrisi

Bir reaksiyonun iç enerjisindeki değişim, delta E, hem ısı, q hem de iş w'nin toplamıdır. Isıyı sıcaklık değişimleriyle ölçmek basit olsa da, hacimdeki değişiklikler yoluyla basınç-hacim tipi işin ölçülmesi kolay değildir. Gaz halindeki kimyasal reaksiyonlar için, hacmin değişmesine izin verilmiyorsa, delta V sıfıra eşittir ve dolayısıyla w sıfır olacaktır.

Böylece reaksiyonun iç enerji değişimi, transfer edilen ısıya tam olarak eşit olacaktır. Sabit hacim koşulları altında, bir reaksiyonda aktarılan ısı, bir bomba kalorimetresi kullanılarak ölçülür. Bu, sabit basınç koşulları altında bir reaksiyonun ısısını ölçen kahve fincanı kalorimetresinden farklıdır.

Bir bomba kalorimetresinde, 0, 512 gram naftalin paslanmaz çelik bir hazne içine yerleştirilir. Bir giriş aracılığıyla ateşleme bobini numune ile temas edecek şekilde yerleştirilir. Hazne daha sonra oksijenle doldurulur ve bilinen bir su kütlesi ile doldurulmuş yalıtılmış bir kaba daldırılır.

Reaktanı elektrikle ateşlemek hazne içindeki yanma reaksiyonunu başlatır. Açığa çıkan ısı, su ve kalorimetre tertibatının hepsi birlikte çevreyi oluşturan çeşitli bileşenleri tarafından emilir. Bu, sıcaklığın 6, 42 Santigrat derece artmasına neden olur.

Tüm kalorimetre düzeneği tarafından emilen ısı, q kalori, ısı kapasitesi, C kalori, sıcaklık değişimi, delta T ile çarpılır. C kalori için deneysel olarak belirlenen değer Santigrat derece başına 3, 20 kilojoule ise, bunu ve delta T değerini denklemde yerlerine koyarsak kalorimetrenin ısısını 20, 5 kilojul olarak buluruz. Kalorimetre tarafından kazanılan ısı, reaksiyonda ortaya çıkan ısıya tam olarak eşittir.

Hazne kapatılır, reaksiyon sabit bir hacimde gerçekleşir ve yapılan iş sıfırdır. Bu nedenle, reaksiyonun ısısı, iç enerji değişimine, eksi 20, 5 kilojoule'e eşittir. Bu değer 0, 512 gram naftalin içindeki mol sayısına bölünür.

naftalin molü başına iç enerjideki değişimi verir, bu da mol başına eksi 5140 kilojoule'dur.