열량 측정 :반응의 열 측정
열량계는 화학 반응 또는 물리적 과정에서 흡수되거나 방출되는 열량을 측정하는 데 사용되는 장치입니다. 이 과정을 칼로리 측정 라고합니다 . 작동 방식은 다음과 같습니다.
1. 설정 : 열량계는 본질적으로 주변 환경과의 열 교환을 방지하도록 설계된 절연 용기입니다. 일반적으로 다음으로 구성됩니다.
* 반응 용기 : 이것은 반응이 일어나는 곳입니다.
* 주변 수조 : 반응 용기는 알려진 물 질량에 침지되어 방열판 역할을합니다.
* A 온도계 : 이것은 수조의 온도 변화를 측정합니다.
* 교반기 : 이것은 수조 내에서 균일 한 온도 분포를 보장합니다.
2. 과정 :
* 반응 개시 : 화학 반응은 반응 용기 내에서 시작됩니다.
* 열전달 : 반응에 의해 방출되거나 흡수 된 열은 주변 수조로 옮겨진다.
* 온도 변화 : 수조의 온도는 열 전달로 인해 변화합니다.
* 측정 : 온도 변화는 온도계에 의해 기록됩니다.
3. 열전달 계산 :
* 비열 용량 (C) : 이것은 물질 1 그램의 온도를 1도 섭씨 1 도로 높이는 데 필요한 열의 양입니다. 물의 경우 약 4.184 J/G ° C입니다.
* 질량 (m) : 이것은 수조의 질량입니다.
* 온도 변화 (ΔT) : 이것은 수조의 초기와 최종 온도의 차이입니다.
전달 된 열을 계산하는 공식 (Q)은 다음과 같습니다.
q =m * c * Δt
예 :
열량계에서 50 그램의 물이 섭씨 2 도의 온도가 증가하면 물에 흡수되는 열은 다음과 같습니다.
Q =50 g * 4.184 J/G ° C * 2 ° C =418.4 Joules
4. 엔탈피 변화 (ΔH) :
* 전달 된 열 (Q)은 반응의 엔탈피 변화 (ΔH)와 직접 관련이 있습니다.
* 열 (발열 반응)을 방출하는 반응의 경우 ΔH는 음수입니다.
* 열을 흡수하는 반응 (흡열 반응)의 경우 ΔH는 양수입니다.
칼로미터의 유형 :
* 폭탄 열량계 : 연소와 관련된 반응에 사용됩니다.
* 커피 컵 열량계 : 일반 화학 실험에 대해 간단하고 저렴합니다.
* 차동 스캐닝 열량계 : 물리적 및 화학적 변화 동안 열 흐름을 측정합니다.
한계 :
* 칼로리 미터는 완벽한 절연체가 아니므로 주변 환경에 대한 열 손실은 피할 수 없습니다.
* 일부 반응은 열량계에서 수행하기가 어렵거나 위험합니다.
전반적으로, 열량 측정법은 화학 반응 및 물리적 과정의 열역학을 연구하기위한 귀중한 도구를 제공하여 과학자들이 관련 에너지 변화를 정량화 할 수있게합니다.
