The calorimetercalorimetercalorimeter is a device used to analyse the heat flow between the bodies in conditions which prevent heat exchange with the environment.
2. Present the construction of the calorimeter.
RKazx5N9l0C7b
Ilustracja interaktywna przedstawia schemat przekroju kalorymetru w wersji szkolnej. Najprostszy kalorymetr, tzw. „szkolny” jest urządzeniem, które mierzy zmiany temperatury w czasie procesu, ściśle określonej masy próbki układu w którym ona zachodzi. 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. Narysowany jest prostokąt, symbolizujący naczynie zewnętrzne, oznaczony numerem 5, wewnątrz niego mniejszy prostokąt, symbolizujący naczynie wewnętrzne, oznaczony numerem 4. Naczynie wewnętrzne znajduje się na podstawkach (dwa kwadraty znajdujące się pod mniejszym prostokątem), jedna z nich oznaczona numerem 6. Naczynia przykryte są pokrywką izolującą (płaski prostokąt) oznaczoną numerem 3. Z niej wystaje mieszadło oznaczone numerem 2 oraz termometr (prostokąt z zaokrąglonymi rogami z zaznaczoną skalą wewnątrz) oznaczony numerem 1. Na ilustracji widoczne są numery, a na nich podpisy. 1. thermometer {audio}, 2. stirrer {audio}, 3. lid {audio}, 4. inner cup {audio}, 5. outer cup {audio}, 6. thermal insulation props {audio}.
Ilustracja interaktywna przedstawia schemat przekroju kalorymetru w wersji szkolnej. Najprostszy kalorymetr, tzw. „szkolny” jest urządzeniem, które mierzy zmiany temperatury w czasie procesu, ściśle określonej masy próbki układu w którym ona zachodzi. 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. Narysowany jest prostokąt, symbolizujący naczynie zewnętrzne, oznaczony numerem 5, wewnątrz niego mniejszy prostokąt, symbolizujący naczynie wewnętrzne, oznaczony numerem 4. Naczynie wewnętrzne znajduje się na podstawkach (dwa kwadraty znajdujące się pod mniejszym prostokątem), jedna z nich oznaczona numerem 6. Naczynia przykryte są pokrywką izolującą (płaski prostokąt) oznaczoną numerem 3. Z niej wystaje mieszadło oznaczone numerem 2 oraz termometr (prostokąt z zaokrąglonymi rogami z zaznaczoną skalą wewnątrz) oznaczony numerem 1. Na ilustracji widoczne są numery, a na nich podpisy. 1. thermometer {audio}, 2. stirrer {audio}, 3. lid {audio}, 4. inner cup {audio}, 5. outer cup {audio}, 6. thermal insulation props {audio}.
Scheme of a school calorimeter
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
Description of the construction of the calorimetercalorimetercalorimeter.
We usually pour a certain amount of liquid into the inner cupinner cupinner cup. We measure its initial temperature. Then we put a specific body into the inner cup. We close the calorimeter tightly and use the stirrerstirrerstirrer. We note the highest temperature indicated by the thermometerthermometerthermometer. Using the heat balanceheat balanceheat balance, we determine the unknown value.
4. Provide examples of the application of the calorimeter.
It is generally accepted that calorimeters are laboratory devices designed mainly to determine the heat of combustion and to calculate the calorific value of different solid, liquid and mixed substances. This is a myth, because these are much more universal laboratory devices which allow not only to obtain information about the physicochemical properties of the tested substances, but also to creatively use this knowledge in industrial applications. The possibility of conducting various innovative research at universities and research institutes should be also mentioned. The calorimetric bomb used in the calorimetercalorimetercalorimeter allows to conduct different tests in conditions of higher pressure and in the atmosphere of various gases such as: oxygen, nitrogen, argon, hydrogen, etc. or in the air. Due to temperature analysis, it is also possible to determine the change in the properties of the tested substances not only as a result of combustion, but also physicochemical phenomena of various origin, including biological ones.
Summary
The calorimeter - a laboratory device for measuring the heat emitted or consumed during chemical and physical processes.
The simplest calorimeter, the so‑called „school calorimeter”, is a device which measures changes in temperature during the process in which the sample mass of the body is precisely defined. To eliminate accidental heat exchange with the environment, the system must be well insulated. This kind of calorimeter is effective when the temperature changes of system are large and it can only be used for liquid systems.
At schools, calorimeters, which are made of aluminum, are most often used. In contrast, laboratories use well insulated calorimeters of very high accuracy which often connected to the computer.
Exercises
R1GWb0BVfFPV3
Exercise 1
Wersja alternatywna ćwiczenia: Determine which sentences are true. Możliwe odpowiedzi: 1. The calorimeter enables the determination of the water flow rate in the pipe., 2. Vacuum is the best thermal insulator., 3. A home thermos is also a calorimeter., 4. Using the calorimeter, you can determine the specific heat of paraffin.
Wersja alternatywna ćwiczenia: Determine which sentences are true. Możliwe odpowiedzi: 1. The calorimeter enables the determination of the water flow rate in the pipe., 2. Vacuum is the best thermal insulator., 3. A home thermos is also a calorimeter., 4. Using the calorimeter, you can determine the specific heat of paraffin.
Determine which sentences are true.
The calorimeter enables the determination of the water flow rate in the pipe.
Vacuum is the best thermal insulator.
A home thermos is also a calorimeter.
Using the calorimeter, you can determine the specific heat of paraffin.
Exercise 2
2 kg of ice was dropped to 8 kg of water. The temperature of the ice is -5°C and the temperature of water is 80°C. What will the final temperature of the water be? The specific heat of water is 4200 , ice 2100 and the heat of ice melting 334000 .
46,6°C.
Exercise 3
Using the calorimeter, design an experiment in which you will decide which of the two metals has a higher specific heat: aluminum or iron.
Write short instructions in English.
RnuIrZ20hA6S1
Exercise 4
Wersja alternatywna ćwiczenia: Indicate which pairs of expressions or words are translated correctly. Możliwe odpowiedzi: 1. kalorymetr - calorimeter, 2. naczynie zewnętrzne - inner cup, 3. naczynie wewnętrzne - outer cup, 4. bilans cieplny - heat balance, 5. termometr - thermometer, 6. mieszadło - stirrer
Wersja alternatywna ćwiczenia: Indicate which pairs of expressions or words are translated correctly. Możliwe odpowiedzi: 1. kalorymetr - calorimeter, 2. naczynie zewnętrzne - inner cup, 3. naczynie wewnętrzne - outer cup, 4. bilans cieplny - heat balance, 5. termometr - thermometer, 6. mieszadło - stirrer
Indicate which pairs of expressions or words are translated correctly.
kalorymetr - calorimeter
naczynie zewnętrzne - inner cup
naczynie wewnętrzne - outer cup
bilans cieplny - heat balance
termometr - thermometer
mieszadło - stirrer
zadanie
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
R1LlqEcWml7fS1
Interaktywna gra, polegająca na łączeniu wyrazów w pary w ciągu jednej minuty. Czas zaczyna upływać wraz z rozpoczęciem gry. Jeden ruch to odkrywanie najpierw jednej potem drugiej karty z wyrazem. Każdy wyraz jest odczytywany. Kolejny ruch to odkrywanie trzeciej i czwartej karty. W ten sposób odsłuchasz wszystkie wyrazy. Nawigacja z poziomu klawiatury za pomocą strzałek, odsłuchiwanie wyrazów enterem lub spacją. Znajdź wszystkie pary wyrazów.
Interaktywna gra, polegająca na łączeniu wyrazów w pary w ciągu jednej minuty. Czas zaczyna upływać wraz z rozpoczęciem gry. Jeden ruch to odkrywanie najpierw jednej potem drugiej karty z wyrazem. Każdy wyraz jest odczytywany. Kolejny ruch to odkrywanie trzeciej i czwartej karty. W ten sposób odsłuchasz wszystkie wyrazy. Nawigacja z poziomu klawiatury za pomocą strzałek, odsłuchiwanie wyrazów enterem lub spacją. Znajdź wszystkie pary wyrazów.
Match Polish terms with their English equivalents.
termometr
kalorymetr
inner cup
calorimeter
izolacja termiczna
mieszadło
stirrer
thermal isolation
naczynie wewnętrzne
thermometer
Source: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.