Kalorimetrie – Wärme bewegt die Welt und ist auch überlebenswichtig. Der Beweis dafür ist das Feuer, ohne das wir weder essen noch uns warm halten können.
Wärme in anderer Form ist für unser tägliches Leben unverzichtbar. DAS Kalorimetrie untersucht diese Phänomene.
Index
DAS Kalorimetrie es ist das Studium von Phänomenen, die mit dem Austausch von Wärmeenergie zusammenhängen. Dieser Durchgang von Wärmeenergie wird Wärme genannt und geschieht aufgrund der Temperatur zwischen den Körpern.
Wärme ist die Energie, die von einem Körper auf einen anderen übertragen wird, der einzige Unterschied besteht in der Temperatur zwischen den Körpern. Diese Energieübertragung in Form von Wärme erfolgt vom Körper mit der höchsten Temperatur zum Körper mit der niedrigsten Temperatur.
Wenn die Körper außen wärmegedämmt sind, erfolgt die Übertragung so lange, bis die Körpertemperaturen gleich sind, also das thermische Gleichgewicht erreicht ist.
Ein Körper hat innere Energie und heizt sich nicht selbst. Deshalb entsteht Wärme nur, wenn Energie übertragen wird.
Energie, die in Form von Wärme vorliegt, erzeugt eine Änderung der Körpertemperatur, die als sensible Wärme bezeichnet wird. Wenn sich der physikalische Zustand des Körpers ändert, wird diese Energie als latente Wärme bezeichnet.
Die Wärmeenergie beim Transport hat ihre Größe, die als Wärmemenge (Q) bezeichnet wird. Die Einheit der Wärmemenge ist das Joule (j) nach dem Internationalen System (SI).
In der Praxis wird auch die Einheit Kalorien (cal) verwendet. Sein:
1 cal = 4,1868 J
Die spezifische Wärme (c) wäre die Proportionskonstante der Grundgleichung von Kalorimetrie. Dieser Wert hängt direkt von der zu untersuchenden Substanz im Körper ab.
Die spezifische Wärme von Eisen beträgt 0,00 cal/gº C. Die spezifische Wärme von flüssigem Wasser beträgt 1 cal/gº C.
Die Wärmekapazität ist eine Größe, aus der die Masse und Substanz des Körpers berechnet wird.
C = m.c
Das zu sein
C = Wärmekapazität (j/°C oder cal/°C)
m = Masse (kg oder g)
c = spezifische Wärme (J/kgº C oder Kalk/gº C)
1,5 kg Wasser wurden bei Raumtemperatur (20 °C) in einen Topf gegeben. Beim Erhitzen steigt die Wassertemperatur auf 85°C. Berücksichtigen Sie, dass die spezifische Wärme 1 cal/gº C beträgt.
Die Wärmemenge, die das Wasser aufnimmt, um diese Temperatur zu erreichen, und die Wärmekapazität dieses Wasseranteils werden berechnet. Um diesen Fall zu lösen, müssen wir alle Werte in der Fundamentalgleichung von ersetzen Kalorimetrie.
Die Beachtung der Einheit ist sehr wichtig. Die Wassermasse wird in Kilogramm angegeben. Da die spezifische Wärmeeinheit in cal/gº C angegeben ist.
Es ist möglich, die Wärmemenge zu berechnen, die einem Körper zugeführt oder übertragen wird, der seinen physikalischen Zustand geändert hat.
Während dieser Körper diese Energie empfängt, wechselt die Phasen, seine Temperatur ist konstant. Diese latente Wärme ist die folgende Formel:
Q = m. L
Q = Wärmemenge (J oder Kalk)
m = Masse (kg oder g)
L = latente Wärme (J/kg oder cal/g)
Wie viel Wärme wird benötigt, damit ein 600 kg schwerer Eisblock bei 0°C bei dieser Temperatur in Wasser umgewandelt wird? Es muss berücksichtigt werden, dass die latente Wärme von schmelzendem Eis 80 cal/g beträgt.
Ersetzen Sie für diese Berechnung die Formelwerte und vergessen Sie nicht, die Einheiten umzuwandeln:
m = 600 kg = 600 000 g
L = 80 cal/gº C
Q = 600 000. 80 = 48 000 000 cal = 48 000 kcal
Wenn zwei oder mehr Körper Wärme austauschen, findet diese Wärmeübertragung so statt, dass der Körper mit einer höheren Temperatur diese Wärmeenergie auf den Körper mit einer niedrigeren Temperatur überträgt.
In isolierten thermischen Systemen findet dieser Wärmeaustausch statt, bis das Wärmegleichgewicht zwischen ihnen hergestellt ist. Die Endtemperatur wird zwischen den Körpern gleich sein. Und wenn dieses Stadium erreicht ist, bleibt die Gesamtenergie erhalten.
Es ist die Zeit, in der die Wärmeübertragung von einem Körper zum anderen stattfindet.
Die Wärmeausbreitung erfolgt auf drei verschiedene Arten:
Die in der Kalorimetrie untersuchte Wärmeleitung tritt auf, wenn es zu einer Wärmeausbreitung durch thermische Bewegung kommt, die in Atomen und Molekülen auftritt.
Diese Erregung wird an den Körper weitergegeben, solange ein Temperaturunterschied zwischen ihnen besteht. Es ist wichtig zu betonen, dass für diese Übertragung von Wärmeenergie, dh Wärme, ein Material als Leiter benötigt wird. Sie sind in der Regel Feststoffe oder Flüssigkeiten.
Es gibt Materialien, die diese Leitung erleichtern. Darunter sind Metalle. Es gibt auch Wärmeisolatoren, die die Wärme nicht perfekt leiten. Sie wären Holz, Kork und Styropor.
Ein Beispiel für diese Wärmeleitung wäre eine Feuerpfanne mit einem Aluminiumlöffel. Der Löffel heizt sich sehr schnell auf, er könnte sich sogar die Hand verbrennen.
Deshalb hat der Löffel Holz oder spezielle Materialien, wo wir ihn halten, um Verbrennungen zu vermeiden.
Thermische Konvektion ist die Wärmeübertragung beim Transport von erhitztem Material aufgrund des Dichteunterschieds. Dies geschieht in flüssigen und gasförmigen Körpern (Gasen).
Wenn die Substanz erhitzt wird, nimmt die Dichte dieses Körpers ab. Diese Änderung der Körperdichte erzeugt eine Bewegung im Inneren des gasförmigen oder flüssigen Körpers.
Der erwärmte Teil steigt nach oben und der dichtere Teil des Körpers sinkt ab, wodurch eine Bewegung in der Flüssigkeit oder im Gas entsteht. Dies nennt man Konvektionsströme.
Dies erklärt genau das Erhitzen von Wasser in einem Topf. Durch diese Konvektionsströmungen steigt das heißeste Wasser auf und das kälteste, das am dichtesten wäre, sinkt ab.
Wärmestrahlung überträgt Wärme durch elektromagnetische Wellen. Diese Übertragung von Wärmeenergie benötigt kein materielles Medium, damit Körper diese Energie aufnehmen können.
Ein Beispiel dafür ist die Sonnenstrahlung auf unserem Planeten, hier haben die Körper keinen Kontakt.
Beim Auftreffen auf einen Körper wird ein Teil der Strahlung absorbiert und dieser Teil reflektiert. Die absorbierte Strahlungsmenge erhöht die kinetische Energie der Körpermoleküle.
Wenn Körper dunkel sind, absorbieren sie mehr Strahlung als auf ihnen. Während Lichtkörper dazu neigen, diese Strahlung zu reflektieren.
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