कैलोरिमीटर कैसे काम करता है?

विषय

• टीएल; डीआर (बहुत लंबा; डिडंट रीड)
• एक कैलोरीमीटर के घटक
• गर्मी हस्तांतरण को मापने
• विशिष्ट गर्मी को मापने

एक कैलोरीमीटर विज्ञान उपकरण के एक फैंसी टुकड़े की तरह लग सकता है, लेकिन इसका वास्तव में एक बहुत ही सरल गर्मी-मापने वाला उपकरण है जिसे आप दो कॉफी कप का उपयोग करके घर पर बना सकते हैं। अक्सर विज्ञान परियोजना प्रयोगों में उपयोग किया जाता है, यह रासायनिक या भौतिक प्रक्रिया में शामिल गर्मी की मात्रा को मापता है, जैसे कि किसी पदार्थ का गर्मी हस्तांतरण या विशिष्ट गर्मी।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; डिडंट रीड)

जब यह ऊर्जा प्राप्त करता है या खो देता है तो तरल का तापमान बदल जाता है। एक कैलोरीमीटर तरल के द्रव्यमान और तरल के तापमान परिवर्तन को मापता है ताकि तरल द्वारा प्राप्त या खोई गई ऊर्जा की मात्रा का निर्धारण किया जा सके।

एक कैलोरीमीटर के घटक

एक कैलोरीमीटर में दो पोत होते हैं: एक बाहरी पोत और एक आंतरिक पोत। दो जहाजों के बीच की हवा एक गर्मी इन्सुलेटर के रूप में कार्य करती है, जिसका अर्थ है कि आंतरिक पोत और बाहरी वातावरण के अंदर क्या है (या न्यूनतम) के बीच गर्मी विनिमय नहीं है। विज्ञान प्रयोगशालाओं में उपयोग किए जाने वाले कैलोरीमीटर में बाहरी पोत के केंद्र में आंतरिक पोत को रखने के लिए इन्सुलेट सामग्री से बना एक फाइबर रिंग होता है। वे आंतरिक बर्तन में तरल के तापमान को मापने के लिए एक थर्मामीटर और तरल को हिलाते हैं और पूरे बर्तन में गर्मी वितरित करते हैं। पॉलीस्टीरिन कप, एक कवर, एक थर्मामीटर और एक रकाब के साथ घर पर एक कैलोरीमीटर बनाना आसान है। हालांकि, एक "कॉफी कप" कैलोरीमीटर अपने परिवेश के साथ अधिक गर्मी विनिमय की अनुमति देता है और कम सटीक परिणाम पैदा करता है।

गर्मी हस्तांतरण को मापने

यदि एक एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया (एक रासायनिक प्रतिक्रिया जो प्रकाश या गर्मी द्वारा ऊर्जा जारी करती है) एक कैलोरीमीटर में एक समाधान में होती है, तो समाधान गर्मी का उपयोग करता है, जो इसके तापमान को बढ़ाता है। यदि एक एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया (एक प्रतिक्रिया जो अपने आसपास से ऊर्जा को अवशोषित करती है) होती है, तो समाधान गर्मी खो देता है, जो इसके तापमान को कम करता है। तापमान में अंतर, विशिष्ट गर्मी और समाधान के द्रव्यमान के साथ, आपको यह पता लगाने की अनुमति देता है कि प्रतिक्रिया कितनी गर्मी का उपयोग करती है। उदाहरण के लिए, यदि आप एक कैलोरीमीटर के भीतर पानी की एक ठंडी मात्रा में तांबे का एक गर्म टुकड़ा रखते हैं, तो गर्मी तांबे से पानी में बह जाएगी। तांबे का तापमान कम हो जाएगा, और पानी का तापमान तब तक बढ़ जाएगा जब तक कि उनके पास एक ही तापमान (थर्मल संतुलन) न हो। आप इस प्रक्रिया के दौरान गर्मी हासिल नहीं करते हैं और न ही खोते हैं क्योंकि कैलोरीमीटर सभी पदार्थों के बीच सभी गर्मी हस्तांतरण की अनुमति देता है।

विशिष्ट गर्मी को मापने

विशिष्ट गर्मी पदार्थ की मात्रा 1 डिग्री सेल्सियस के तापमान परिवर्तन का उत्पादन करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा है, और यह पदार्थों के बीच भिन्न होती है। उदाहरण के लिए, पानी की विशिष्ट गर्मी 1.00 कैलोरी / ग्राम डिग्री सेल्सियस है। एक अज्ञात धातु की विशिष्ट गर्मी का निर्धारण करने के लिए, कैलोरीमीटर के आंतरिक बर्तन में पानी में धातु का एक गर्म टुकड़ा रखें। एक बार जब आप धातु और पानी दोनों के अंतिम तापमान को माप लेते हैं, जैसे कि पानी का उच्चतम तापमान, तो आप धातु की विशिष्ट गर्मी का पता लगा सकते हैं। सबसे पहले, पानी के तापमान परिवर्तन से पानी की विशिष्ट गर्मी से पानी के द्रव्यमान को गुणा करें, फिर धातु के तापमान परिवर्तन से धातु के द्रव्यमान को गुणा करें। धातु के विशिष्ट ताप को स्थापित करने के लिए अपने पहले उत्तर को अपने दूसरे उत्तर से विभाजित करें।