Jaka jest różnica między kalorymetrem bombowym a kalorymetrem w filiżance kawy?

Kalorymetr bombowy i kalorymetr w filiżance kawy to oba urządzenia służące do pomiaru ciepła wytwarzanego lub zużywanego w wyniku reakcji chemicznej. Różnią się jednak konstrukcją i sposobem pomiaru ciepła.

Kalorymetr bombowy:

1. Budowa:

- Kalorymetr bombowy składa się z mocnego, szczelnego metalowego pojemnika zwanego bombą, zwykle wykonanego ze stali nierdzewnej.

- Bombę zanurza się w znanej objętości wody wewnątrz izolowanego pojemnika.

2. Procedura:

- Reakcja zachodzi wewnątrz bomby wypełnionej tlenem pod wysokim ciśnieniem.

- Badaną substancję (próbkę) umieszcza się w małym pojemniku wewnątrz bomby.

- Obwód elektryczny zapala próbkę, powodując jej reakcję i wydzielanie ciepła.

3. Pomiar ciepła:

- Zmiana temperatury wody otaczającej bombę jest dokładnie mierzona za pomocą termometru lub sondy temperaturowej.

- Ciepło uwolnione w wyniku reakcji oblicza się na podstawie zmiany temperatury i pojemności cieplnej układu (w tym wody, bomby i innych składników).

Kalorymetr w filiżance kawy:

1. Budowa:

- Kalorymetr do filiżanek kawy jest prostszy i składa się z kubka styropianowego lub plastikowego (podobnego do filiżanki do kawy).

- Kubek napełnia się znaną objętością wody, a naczynie reakcyjne (zwykle probówka lub mała zlewka) umieszcza się w wodzie.

2. Procedura:

- Reakcję prowadzi się w zbiorniku reakcyjnym, a uwolnione lub pochłonięte ciepło przekazywane jest wodzie.

- Zmiana temperatury wody jest mierzona za pomocą termometru.

3. Pomiar ciepła:

- Ciepło biorące udział w reakcji oblicza się na podstawie zmiany temperatury wody, masy wody i ciepła właściwego wody.

Główna różnica między kalorymetrem bombowym a kalorymetrem w filiżance kawy polega na sposobie zatrzymywania i pomiaru ciepła. Kalorymetry bombowe pracują pod wysokim ciśnieniem i umożliwiają precyzyjny pomiar zmian ciepła w reakcjach wysokoenergetycznych. Z drugiej strony kalorymetry kubkowe są prostsze w użyciu i nadają się do pomiaru zmian ciepła w reakcjach niskoenergetycznych.

Kalorymetry bombowe są często używane między innymi do dokładnego określania wartości opałowej paliw i materiałów wybuchowych. Kalorymetry kubkowe, ze względu na swoją prostotę, są powszechnie stosowane we wstępnych laboratoriach chemicznych w celu wykazania zmian ciepła w prostych reakcjach chemicznych.