Kalorimetrija - Toplina pokreće svijet i također je bitna za naš opstanak. Dokaz tome je vatra, bez nje ne možemo jesti niti se ugrijati.
Toplina je u drugim oblicima neophodna za naš svakodnevni život. THE kalorimetrija proučava ove pojave.
Indeks
THE kalorimetrija to je proučavanje pojava povezanih s razmjenom toplinske energije. Taj se tranzit toplinske energije naziva toplinom, a događa se zbog temperature između tijela.
Toplina je energija koja se prenosi s jednog tijela na drugo, jedina razlika je temperatura između tijela. Ovaj prijenos energije u obliku topline događa se iz tijela s najvišom temperaturom u tijelo s najnižom temperaturom.
Kada su tijela izvana toplinski izolirana, prijenos se odvija sve dok se ne postignu jednake temperature tijela, odnosno toplinska ravnoteža.
Tijelo ima unutarnju energiju, a ne samo toplinu. Zato će toplina postojati samo kada se energija prenosi.
Energija, koja je u obliku topline, proizvodi promjenu tjelesne temperature koja se naziva osjetna toplina. Kada se fizičko stanje tijela promijeni, ta se energija naziva latentna toplina.
Toplinska energija u tranzitu ima svoju veličinu koja se naziva količina topline (Q). Jedinica količine topline je Joule (j) prema Međunarodnom sustavu (SI).
U praksi se koristi i jedinica koja se naziva kalorija (cal). Biće:
1 kal = 4,1868 J
Specifična toplina (c) bila bi konstanta udjela temeljne jednadžbe kalorimetrija. Ova vrijednost izravno ovisi o tvari koja postoji u tijelu koje će se proučavati.
Specifična toplina željeza je 0,00 cal / gº C. Specifična toplina tekuće vode je 1 cal / gº C.
Toplinski kapacitet je veličina pri kojoj se izračunava masa i tvar od kojeg je tijelo izrađeno.
C = m.c
Biti to
C = toplinski kapacitet (j / ° C ili cal / ° C)
m = masa (kg ili g)
c = specifična toplina (J / kgº C ili vapno / gº C)
U posudu na sobnoj temperaturi (20 ° C) stavljeno je 1,5 kg vode. Zagrijavanjem temperatura vode raste na 85 ° C. Uzimajući u obzir da je specifična toplina 1 cal / gº C.
Izračunava se količina topline koju voda prima da postigne ovu temperaturu i toplinski kapacitet tog dijela vode. Da bismo riješili ovaj slučaj, moramo zamijeniti sve vrijednosti u temeljnoj jednadžbi kalorimetrija.
Pažnja prema jedinstvu je vrlo važna. Masa vode izvještava se u kilogramima. Kako je specifična toplinska jedinica u cal / gº C.
Moguće je izračunati količinu primljene ili prenesene topline tijelu koje je promijenilo svoje fizičko stanje.
Dok ovo tijelo prima tu energiju, mijenjajući faze, njegova temperatura je stalna. Ova latentna toplina je sljedeća formula:
Q = m. L
Q = količina topline (J ili vapno)
m = masa (kg ili g)
L = latentna toplina (J / kg ili kal / g)
Koliko je topline potrebno da se 600 kg bloka leda na 0 ° C pretvori u vodu na toj temperaturi? Mora se uzeti u obzir da latentna toplina topljenja leda iznosi 80 kal / g.
Za ovaj izračun zamijenite vrijednosti formule, ne zaboravljajući transformirati jedinice:
m = 600 kg = 600 000 g
L = 80 kal / gº C
Q = 600 000. 80 = 48 000 000 kal = 48 000 kcal
Kada dva ili više tijela razmjenjuju toplinu, taj će se prijenos topline odvijati na takav način da će tijelo s višom temperaturom prenositi tu toplinsku energiju na tijelo s nižom temperaturom.
U izoliranim toplinskim sustavima te će se izmjene topline odvijati dok se ne uspostavi toplinska ravnoteža između njih. Konačna temperatura bit će jednaka između tijela. A kad se dostigne ova faza, ukupna energija se čuva.
Vrijeme je kada se odvija prijenos topline s jednog tijela na drugo.
Širenje topline odvija se na tri različita načina:
Toplinska vodljivost koja se proučava u kalorimetriji događa se kada postoji širenje topline kroz toplinsko miješanje koje se događa u atomima i molekulama.
Ova se uznemirenost prenosi na tijelo sve dok postoji razlika u temperaturi između njih. Važno je naglasiti da je za taj prijenos toplinske energije, odnosno topline, potreban materijal koji će biti vodič. Obično su krutine ili tekućine.
Postoje materijali koji olakšavaju ovo provođenje. Među njima su i metali. Postoje i toplinski izolatori, koji nesavršeno provode toplinu. Bili bi drvo, pluta i stiropor.
Primjer ove provodne topline bila bi vatra s aluminijskom žlicom. Žlica se vrlo brzo zagrije, čak bi nam mogla opeći ruku.
Zbog toga žlica ima drvo ili određene materijale tamo gdje ih držimo, kako bismo izbjegli opekline.
Toplinska konvekcija je prijenos topline tijekom transporta zagrijanog materijala zbog razlike u gustoći. To se događa u tekućim i plinovitim tijelima (plinovima).
Kada se tvar zagrije, gustoća ovog tijela se smanjuje. Ova promjena u gustoći tijela stvara kretanje unutar plinovitog ili tekućeg tijela.
Zagrijani dio će se podići, a gušći dio tijela spustiti, stvarajući tako kretanje unutar tekućine ili plina. To se naziva konvekcijskim strujama.
To točno objašnjava zagrijavanje vode u loncu. Kroz ove konvekcijske struje raste najtoplija voda, a spušta se najhladnija, koja bi bila najgušća.
Toplinsko zračenje prenosi toplinu kroz elektromagnetske valove. Za prijenos toplinske energije nije potreban materijalni medij da bi tijela mogla primiti tu energiju.
Primjer za to je sunčevo zračenje na našem planetu, ovdje tijela nisu u kontaktu.
Kad se tijelo pogodi, dio zračenja se apsorbira i taj se dio reflektira. Količina apsorbiranog zračenja povećat će kinetičku energiju tjelesnih molekula.
Kad su tijela tamna, oni upijaju više zračenja koje je na njima. Dok svjetlosna tijela imaju tendenciju da odražavaju ovo zračenje.
Pretplatite se na naš popis e-pošte i primajte zanimljive informacije i ažuriranja u svoju pristiglu poštu
Hvala što ste se prijavili.