كيفية حساب ثابت المسعر

المحتوى

• تحديد ثابت المسعر
• قياس الحرارة النوعية

إذا كنت ستجري تجربة لتحديد كمية الحرارة المفقودة أو المكتسبة في تفاعل كيميائي أو في عملية أخرى ، فعليك القيام بذلك في حاوية. الحاوية ، وهي المسعر ، يمكن أن تكون بسيطة مثل كأس الستايروفوم أو متطورة مثل حاوية واقية من الانفجار مغمورة في الماء. في كلتا الحالتين ، سوف تمتص بعض الحرارة ، لذلك من المهم معايرتها قبل إجراء تجربتك. تمنحك المعايرة رقمًا يسمى ثابت المسعر. لها كمية الطاقة الحرارية اللازمة لرفع درجة حرارة المسعر بنسبة 1 درجة مئوية. بمجرد أن تعرف هذا الثابت ، يمكنك استخدام المسعر لقياس الحرارة المحددة للمواد الأخرى.

تحديد ثابت المسعر

عندما تقوم بدمج كمية من مادة ما مع نفس الكمية من نفس المادة في درجة حرارة مختلفة وقياس درجة حرارة التوازن ، يجب أن تجدها في منتصف المسافة بين درجات الحرارة الأولية. هذا هو الكمال ، على الرغم من. في الواقع ، يتم امتصاص بعض الحرارة بواسطة المسعر.

إحدى طرق معايرة المسعر هي مزج كميتين من الماء فيه في درجات حرارة مختلفة وتسجيل درجة حرارة التوازن. الماء يعمل بشكل جيد لهذا الغرض لأنه يحتوي على حرارة محددة سهلة التعامل (C_س) من 1 سعرة حرارية لكل غرام لكل درجة مئوية (4.186 جول / g مئوية). صب في كمية معروفة من الماء الساخن (م₁) في مسعر يحتوي على كمية معروفة من الماء البارد (م₂) وتسجيل درجة حرارة التوازن للخليط. ستجد الحرارة المفقودة بالماء الدافئ أكثر من الحرارة التي يكتسبها الماء البارد. الفرق هو الحرارة التي يمتصها المسعر.

الماء الساخن يفقد كمية من الطاقة الحرارية التي قدمها ف₁ = م₁C_سΔT₁، ويكسب الماء البارد مبلغًا يساوي q₂ = م₂C_سΔT₂. الكمية التي يمتصها المسعر هي (q₁ - ف₂) = (م₁ C_سΔT₁ ) - (م₂C_سΔT₂). ترتفع درجة حرارة المسعر بنفس كمية الماء البارد ، وبالتالي فإن السعة الحرارية للمسعر ، وهو نفس ثابت المسعر (cc) ، هي (q₁ - ف₂). ∆T₂ cal / g ˚C أو

سم مكعب = جيم_س (م₁ΔT₁ + م₂ΔT₂). ∆T₂ cal / g ˚C

قياس الحرارة النوعية

بمجرد معرفة قدرتها الحرارية ، يمكنك استخدام المسعر لحساب الحرارة المحددة لمادة غير معروفة. تسخين كتلة معروفة من المادة (م₁) إلى درجة حرارة محددة (T₁). أضفه إلى المسعر الذي وضعت فيه بالفعل كتلة أخرى من نفس المادة (م₂في درجة حرارة أكثر برودة (T₂). انتظر حتى تصل درجة الحرارة إلى التوازن وتسجيل درجة حرارة التوازن (T_E).

يمكنك العثور على الحرارة المحددة للمادة باستخدام المعادلة أعلاه ، المعاد ترتيبها لحل C_س.

C_س = (سم مكعب • ∆T₂) ÷ (م₁ΔT₁ + م₂ΔT₂) cal / g ˚C.