Wissenschaft

Grundlegendes zur Kalorimetrie zur Messung der Wärmeübertragung

Die Kalorimetrie ist eine Methode zur Messung des Wärmeübergangs innerhalb einer chemischen Reaktion oder anderer physikalischer Prozesse, beispielsweise einer Änderung zwischen verschiedenen Materiezuständen.

Der Begriff „Kalorimetrie“ kommt aus dem Lateinischen calor ( „Hitze“) und griechischen metron ( „Maßnahme“), so dass es bedeutet „Hitze zu messen.“ Geräte zur Durchführung von Kalorimetriemessungen werden als Kalorimeter bezeichnet .

Wie Kalorimetrie funktioniert

Da Wärme eine Energieform ist, folgt sie den Regeln der Energieeinsparung. Wenn ein System in einer Wärmeisolation enthalten ist (mit anderen Worten, Wärme kann nicht in das System eintreten oder es verlassen), muss jegliche Wärmeenergie. die in einem Teil des Systems verloren geht, in einem anderen Teil des Systems gewonnen werden.

Wenn Sie beispielsweise eine gute, thermisch isolierende Thermoskanne haben, die heißen Kaffee enthält, bleibt der Kaffee heiß, während er in der Thermoskanne versiegelt ist. Wenn Sie jedoch Eis in den heißen Kaffee geben und ihn wieder verschließen, werden Sie beim späteren Öffnen feststellen, dass der Kaffee Wärme verloren hat und das Eis Wärme gewonnen hat … und dadurch geschmolzen ist, wodurch Ihr Kaffee verwässert wurde !

Nehmen wir nun an, dass Sie anstelle von heißem Kaffee in einer Thermoskanne Wasser in einem Kalorimeter hatten. Das Kalorimeter ist gut isoliert und ein Thermometer ist in das Kalorimeter eingebaut, um die Temperatur des Wassers im Inneren genau zu messen. Wenn wir dann Eis ins Wasser geben würden, würde es schmelzen – genau wie im Kaffeebeispiel. Dieses Mal misst das Kalorimeter jedoch kontinuierlich die Wassertemperatur. Hitze verlässt das Wasser und geht in das Eis, wodurch es schmilzt. Wenn Sie also die Temperatur auf dem Kalorimeter beobachten, sinkt die Wassertemperatur. Schließlich würde das gesamte Eis geschmolzen und das Wasser würde einen neuen thermischen Gleichgewichtszustand erreichen. in dem sich die Temperatur nicht mehr ändert.

Aus der Änderung der Temperatur im Wasser können Sie dann die Menge an Wärmeenergie berechnen, die zum Schmelzen des Eises benötigt wurde. Und das, meine Freunde, ist Kalorimetrie.

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