Úvod do Chemie
Klíčové Body
- Bombový kalorimetr slouží k měření změnu ve vnitřní energii, \Delta U , reakce. Při konstantním objemu se to rovná qV, reakčnímu teplu.
- kalorimetr má vlastní tepelnou kapacitu, kterou je třeba při výpočtech zohlednit.
termíny
- bombový kalorimetr je typ kalorimetru s konstantním objemem, který se používá při měření spalného tepla určité reakce.
- calorieThe množství energie potřebné ke zvýšení teploty 1 gramu vody o 1 °C. To je non-SI jednotka energie odpovídá přibližně 4.18 Joulů. Kalorie (s velkým C) = 1000 kalorií.
kalorimetr bomby
kalorimetrie bomby se používá k měření tepla, které reakce absorbuje nebo uvolňuje, a prakticky se používá k měření obsahu kalorií v potravinách. Kalorimetr bomby je typ kalorimetru s konstantním objemem, který se používá k měření spalného tepla konkrétní reakce. Například, pokud bychom měli zájem o stanovení obsahu tepla v sushi rolce, například, hledali bychom zjistit počet kalorií, které obsahuje. K tomu, abychom sushi roll v kontejneru odkazoval se na jako “bomba”, utěsněte ji, a pak ji ponořte do vody v kalorimetru. Poté bychom evakuovali veškerý vzduch z bomby před čerpáním čistého kyslíkového plynu (O2). Po kyslíku je přidáno, pojistka by zapálení vzorku, přimět to, aby spalování, čímž se získá oxid uhličitý, plynné vody a tepla. Jako takový, bomby kalorimetry jsou konstruovány tak, aby vydržely velké tlaky produkované z plynných produktů v těchto reakcích spalování.
jakmile je vzorek zcela spálen, teplo uvolněné v reakci se přenese do vody a kalorimetru. Změna teploty vody se měří teploměrem. Celkové teplo vydávané do reakce se rovná teplo získané vodou a kalorimetrem:
q_{rxn}=-q_{cal a}
Mějte na paměti, že teplo získané kalorimetru je součet teplo získané u vody, stejně jako kalorimetru sám. To lze vyjádřit následovně:
q_{cal a}=m_{voda}C_{voda}\Delta T+C_{cal a}\Delta T
kde Cwater označuje měrnou tepelnou kapacitu vody (1 \frac{cal a}{g ^{\circ}C}), a Ccal je tepelná kapacita kalorimetru (obvykle v \frac{cal a}{^{\circ}C}). Proto při provádění experimentů s kalorimetrií bomby je nutné kalibrovat kalorimetr, aby bylo možné určit Ccal.
vzhledem k tomu, že objem je konstantní pro kalorimetr bomby, nedochází k práci s tlakovým objemem. Jako výsledek:
ΔU=qV
kde ΔU je změna vnitřní energie, a qV označuje tepla absorbovaného nebo uvolněného reakce měřena za podmínek konstantního objemu. (Tento výraz byl dříve odvozen v sekci” vnitřní energie a entalpie”.) To znamená, že celkové teplo, které vydává reakce souvisí změna vnitřní energie (ΔU), není změna entalpie (ΔH), která se měří za podmínek konstantního tlaku.
hodnota produkovaná takovými experimenty zcela neodráží, jak naše tělo spaluje jídlo. Například nemůžeme trávit vlákninu, takže získané hodnoty musí být korigovány tak, aby zohledňovaly takové rozdíly mezi experimentálními (celkovými) a skutečnými (co může lidské tělo absorbovat) hodnotami.
