Comprensione della calorimetria per misurare il trasferimento di calore

calorimetria è un metodo per misurare il trasferimento termico all'interno di una reazione chimica o altri processi fisici, come un cambiamento tra diversi stati della materia.

Il termine "calorimetria" deriva dal latino calor ("calore") e greco Metron ("misura"), quindi significa "misurazione del calore". Vengono chiamati i dispositivi utilizzati per eseguire misurazioni calorimetriche calorimetri.

Come funziona la calorimetria

Poiché il calore è una forma di energia, segue le regole di conservazione dell'energia. Se un sistema è contenuto in isolamento termico (in altre parole, il calore non può entrare o uscire dal sistema), quindi qualsiasi energia termica ciò che si perde in una parte del sistema deve essere guadagnato in un'altra parte del sistema.

Se si dispone di un buon thermos ad isolamento termico, ad esempio, che contiene caffè caldo, il caffè rimarrà caldo mentre viene sigillato nel thermos. Se, tuttavia, metti del ghiaccio nel caffè caldo e lo richiudi, quando lo aprirai in seguito, lo troverai che il caffè ha perso calore e il ghiaccio ha guadagnato calore... e di conseguenza si è sciolto, annaffiando così il tuo caffè!

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Ora supponiamo che invece di un caffè caldo in un thermos, tu avessi dell'acqua all'interno di un calorimetro. Il calorimetro è ben isolato e un termometro è incorporato nel calorimetro per misurare con precisione la temperatura dell'acqua all'interno. Se poi mettessimo il ghiaccio nell'acqua, si scioglierebbe, proprio come nell'esempio del caffè. Ma questa volta, il calorimetro misura continuamente il temperatura dell'acqua. Il calore sta lasciando l'acqua e sta andando nel ghiaccio, causandone la fusione, quindi se osservassi la temperatura sul calorimetro, vedresti che la temperatura dell'acqua scende. Alla fine, tutto il ghiaccio si sarebbe sciolto e l'acqua avrebbe raggiunto un nuovo stato di equilibrio termale, in cui la temperatura non cambia più.

Dal cambiamento di temperatura nell'acqua, è quindi possibile calcolare la quantità di energia termica necessaria per causare lo scioglimento del ghiaccio. E questo, amici miei, è calorimetria.

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