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化学反応またはその他のプロセスで失われた熱量または得られた熱量を測定する実験を行う場合は、容器で行う必要があります。熱量計である容器は、発泡スチロールのカップのように単純なものでも、水に浸された防爆容器のように洗練されたものでもかまいません。いずれにせよ、それは熱の一部を吸収するので、実験を行う前にそれを調整することが重要です。キャリブレーションにより、熱量計定数と呼ばれる数値が得られます。熱量計の温度を摂氏1度上げるために必要な熱エネルギーの量。この定数がわかったら、熱量計を使用して他の材料の比熱を測定できます。
熱量計定数の決定
物質の量を異なる温度で同じ物質の同じ量と組み合わせて平衡温度を測定すると、初期温度の中間にあることがわかります。しかし、それは理想化です。実際には、熱の一部は熱量計に吸収されます。
熱量計を較正する1つの方法は、異なる温度で2つの量の水を混合し、平衡温度を記録することです。水は扱いやすい比熱を持っているため、この目的に適しています(Cs)摂氏1グラムあたり1カロリー(4.186ジュール/ g℃)。既知量の温水(m1)既知の量の冷水(m2)そして、混合物の平衡温度を記録します。温水によって失われる熱は、冷水によって得られる熱よりも大きいことがわかります。違いは熱量計によって吸収される熱です。
お湯はqで与えられる熱エネルギーの量を失います1 = m1CS∆T1、そして冷水はqに等しい量を得る2 = m2CS∆T2。熱量計が吸収する量は(q1 -q2)=(m1 CS∆T1 )-(m2CS∆T2)。熱量計の温度は冷水と同じ量だけ上昇するため、熱量計の熱容量は熱量計定数(cc)と同じであり、(q1 -q2)÷∆T2 cal / g˚Cまたは
cc = CS (m1∆T1 + m2∆T2)÷∆T2 カロリー/ g℃
比熱の測定
熱容量がわかれば、熱量計を使用して未知の物質の比熱を計算できます。物質の既知の質量(m1)特定の温度(T1)。同じ物質の別の質量を既に配置した熱量計に追加します(m2)より低い温度(T2)。温度が平衡に達するのを待ち、その平衡温度(TE).
上記の方程式を使用して物質の比熱を見つけ、Cを解くために再配置しますS.
CS =(cc•∆T2)÷(m1∆T1 + m2∆T2)cal / g℃。