熱量測定：反応熱の測定
熱量計は、化学反応または物理的プロセス中に吸収または放出される熱の量を測定するために使用されるデバイスです。このプロセスは熱量測定と呼ばれます 。これがどのように機能しますか：
1。セットアップ： 熱量計は、本質的に周囲との熱交換を防ぐために設計された断熱容器です。通常、次のものがあります。
* 反応容器： これが反応が起こる場所です。
* 周辺の水浴： 反応容器は、ヒートシンクとして機能する既知の塊の水に浸されます。
* 温度計： これにより、水浴の温度変化が測定されます。
* スターラー： これにより、水浴内の均一な温度分布が保証されます。
2。プロセス：
* 反応開始： 化学反応は反応容器内で開始されます。
* 熱伝達： 反応によって放出または吸収される熱は、周囲の水浴に移されます。
* 温度変化： 熱伝達による水浴の温度変化。
* 測定： 温度変化は温度計によって記録されます。
3。熱伝達の計算：
* 比熱容量（c）： これは、摂氏1度1グラムの温度を上昇させるのに必要な熱量です。水の場合、それは約4.184 j/g°Cです。
* 質量（m）： これは水浴の質量です。
* 温度変化（ΔT）： これは、水浴の初期温度と最終温度の違いです。
伝達された熱を計算する式（q）は次のとおりです。
q =m * c *Δt
たとえば、
熱量計中の50グラムの水が摂氏2度の温度上昇を経験する場合、水に吸収される熱は次のとおりです。
Q =50 g * 4.184 J/g°C * 2°C =418.4ジュール
4。エンタルピー変化（ΔH）：
*熱伝達（Q）は、反応のエンタルピー変化（ΔH）に直接関連しています。
*熱（発熱反応）を放出する反応の場合、ΔHは陰性です。
*熱を吸収する反応（吸熱反応）の場合、ΔHは陽性です。
カロリメーターの種類：
* 爆弾熱量計： 燃焼を含む反応に使用されます。
* コーヒーカップ熱量計： 一般的な化学実験のためのシンプルで安価。
* 微分スキャン熱量計： 物理的および化学的変化中の熱流を測定します。
制限：
*カロリメーターは完全な絶縁体ではないため、周囲への熱損失は避けられません。
*一部の反応は、熱量計で実行するのが難しいか危険です。
全体として、熱量測定は化学反応と物理的プロセスの熱力学を研究するための貴重なツールを提供し、科学者が関連するエネルギーの変化を定量化できるようにします。
