Powszechnie przyjmuje się, że kalorymetry są urządzeniami laboratoryjnym przeznaczonymi głównie do wyznaczania ciepła spalania oraz do obliczania wartości opałowej różnych substancji stałych, płynnych i mieszanych. Jest to mit, gdyż są to urządzenia laboratoryjne o wiele bardziej uniwersalne, pozwalające nie tylko na uzyskiwanie informacji o własnościach fizykochemicznych badanych substancji, ale na kreatywne wykorzystanie tej wiedzy w zastosowaniach przemysłowych, nie wspominając o możliwości prowadzenia różnych nowatorskich badań w uczelniach i instytutach naukowych oraz badawczych. Bomba kalorymetryczna wykorzystywana w kalorymetrze pozwala na prowadzenie różnorodnych badań w warunkach wyższego ciśnienia i to w atmosferze różnych gazów typu: tlen, azot, argon, wodór itp. lub w powietrzu. Dzięki analizie temperaturowej może być określana również zmiana własności badanych substancji pod wpływem nie tylko spalania, ale zjawisk fizykochemicznych o różnym podłożu, nawet biologicznym.

- W naczyniu zewnętrznym znajduje się podkładka izolująca termicznie naczynie wewnętrzne od otoczenia.
- Naczynie wewnętrzne osadza się na podkładce izolującej.
- Naczynie wewnętrzne otacza nieruchome powietrze, które w ten sposób staje się doskonałym izolatorem.
- W celu zwiększenia izolacji substancji zawartej w naczyniu wewnętrznym od góry jest ono przykrywane izolującą termicznie pokrywką.
- Przez pokrywkę przechodzi termometr i mieszadło, którego zadaniem jest wyrównanie temperatur wewnątrz całego naczynia wewnętrznego.

Budowa i działanie kalorymetru

Drugi

IV. Zjawiska cieplne. Uczeń:

9) rozróżnia i nazywa zmiany stanów skupienia; analizuje zjawiska topnienia, krzepnięcia, wrzenia, skraplania, sublimacji i resublimacji jako procesy, w których dostarczenie energii w postaci ciepła nie powoduje zmiany temperatury.

45 minut

Poznanie budowy i zasady działania kalorymetru.

1. Prezentacja kalorymetru.

2. Przedstawienie budowy kalorymetru.

3. Zapoznanie się z zasadą działania kalorymetru.

Uczeń:

- poznaje budowę kalorymetru,

- poznaje zasady działania kalorymetru.

1. Pogadanka, wykład.

2. Odwrócona klasa.

1. Praca indywidualna.

2. Współpraca ucznia z nauczycielem w rozwiązywaniu problemu.

Przygotuj odpowiedzi na następujące pytania:

1. Co to jest i do czego służy kalorymetr?
2. Przedstaw budowę kalorymetru.
3. Przedstaw zasadę działania kalorymetru.
4. Podaj przykłady zastosowania kalorymetru.

1. Co to jest i do czego służy kalorymetr?

Kalorymetr jest urządzeniem służącym do badania przepływu ciepła pomiędzy ciałami w warunkach uniemożliwiających wymianę ciepła z otoczeniem.

2. Przedstaw budowę kalorymetru.

[Ilustracja interaktywna]

Opis budowy kalorymetru.

- W naczyniu zewnętrznym znajduje się podkładka izolująca termicznie naczynie wewnętrzne od otoczenia.
- Naczynie wewnętrzne osadza się na podkładce izolującej.
- Naczynie wewnętrzne otacza nieruchome powietrze, które w ten sposób staje się doskonałym izolatorem.
- W celu zwiększenia izolacji substancji zawartej w naczyniu wewnętrznym od góry jest ono przykrywane izolującą termicznie pokrywką.
- Przez pokrywkę przechodzi termometr i mieszadło, którego zadaniem jest wyrównanie temperatur wewnątrz całego naczynia wewnętrznego.

3. Przedstaw zasadę działania kalorymetru.

Do naczynia wewnętrznego nalewamy zazwyczaj określonej porcji cieczy. Mierzymy jej temperaturę początkową. Następnie wkładamy do naczynia wewnętrznego określone ciało. Zamykamy szczelnie kalorymetr i używamy mieszadła. Notujemy największą temperaturę wskazywaną przez termometr. Wykorzystując bilans cieplny wyznaczamy szukaną wielkość.

4. Podaj przykłady zastosowania kalorymetru.

Kalorymetry - praktyczne zastosowanie.

Powszechnie przyjmuje się, że kalorymetry są urządzeniami laboratoryjnym przeznaczonymi głównie do wyznaczania ciepła spalania oraz do obliczania wartości opałowej różnych substancji stałych, płynnych i mieszanych. Jest to mit, gdyż są to urządzenia laboratoryjne o wiele bardziej uniwersalne, pozwalające nie tylko na uzyskiwanie informacji o własnościach fizykochemicznych badanych substancji, ale na kreatywne wykorzystanie tej wiedzy w zastosowaniach przemysłowych, nie wspominając o możliwości prowadzenia różnych nowatorskich badań w uczelniach i instytutach naukowych oraz badawczych. Bomba kalorymetryczna wykorzystywana w kalorymetrze pozwala na prowadzenie różnorodnych badań w warunkach wyższego ciśnienia i to w atmosferze różnych gazów typu: tlen, azot, argon, wodór itp. lub w powietrzu. Dzięki analizie temperaturowej może być określana również zmiana własności badanych substancji pod wpływem nie tylko spalania, ale zjawisk fizykochemicznych o różnym podłożu, nawet biologicznym.

Kalorymetr - przyrząd laboratoryjny do pomiaru ciepła wydzielanego lub pobieranego podczas procesów chemicznych i fizycznych.

Najprostszy kalorymetr, tzw. „szkolny” jest urządzeniem, które mierzy zmiany temperatury w czasie procesu, ściśle określonej masy próbki układu. Aby wyeliminować przypadkową wymianę ciepła z otoczeniem układ musi być dobrze izolowany cieplnie. Tego rodzaju kalorymetr jest skuteczny gdy zmiany temperatury układu są duże i można go stosować wyłącznie do układów ciekłych.

W szkołach najczęściej spotyka się kalorymetry wykonane z aluminium. Natomiast w laboratoriach wykorzystuje się kalorymetry o bardzo dużej dokładności i dobrze izolowane, często połączone z komputerem.