В чем разница между калориметром-бомбой и калориметром в кофейной чашке?

Бомба-калориметр и калориметр для кофейной чашки оба устройства используются для измерения тепла, выделяемого или потребляемого в ходе химической реакции. Однако они различаются по конструкции и способу измерения тепла.

Бомбовый калориметр:

1. Строительство:

- Бомба-калориметр состоит из прочного герметичного металлического контейнера, называемого бомбой, обычно изготовленного из нержавеющей стали.

- Бомба погружается в известный объем воды внутри изолированного контейнера.

2. Процедура:

- Реакция осуществляется внутри бомбы, наполненной кислородом под высоким давлением.

- Тестируемое вещество (образец) помещается в небольшой контейнер внутри бомбы.

- Электрическая цепь воспламеняет образец, вызывая его реакцию и выделение тепла.

3. Измерение тепла:

- Изменение температуры воды вокруг бомбы точно измеряется с помощью термометра или температурного зонда.

- Тепло, выделяющееся при реакции, рассчитывается на основе изменения температуры и теплоемкости системы (включая воду, бомбу и другие компоненты).

Калориметр для кофейной чашки:

1. Строительство:

- Калориметр для кофейной чашки проще и состоит из пенопласта или пластикового стаканчика (похожего на кофейный).

- Чашка наполняется известным объемом воды, а реакционный контейнер (обычно пробирка или небольшой химический стакан) помещается внутрь воды.

2. Процедура:

- Реакция проводится в реакционном контейнере, а выделяющееся или поглощаемое тепло передается воде.

- Изменение температуры воды измеряется с помощью термометра.

3. Измерение тепла:

- Теплота, участвующая в реакции, рассчитывается на основе изменения температуры воды, массы воды и удельной теплоемкости воды.

Основное различие между калориметром-бомбой и калориметром кофейной чашки заключается в способе удержания и измерения тепла. Бомбовые калориметры работают под высоким давлением и позволяют точно измерять изменения тепла в реакциях высоких энергий. С другой стороны, калориметры для кофейных чашек проще в использовании и подходят для измерения изменений тепла в реакциях с низкой энергией.

Бомбовые калориметры часто используются, среди прочего, для точного определения теплотворной способности топлива и взрывчатых веществ. Калориметры для кофейных чашек из-за своей простоты обычно используются в лабораториях вводной химии для демонстрации тепловых изменений в простых химических реакциях.