化学 / 热化学 / 原理与探索
简易量热计实验解说
在估算反应释放的热量，以及溶液温度升高所带来的热量时，必须考虑所接收的热量（由热量计吸收）和流失到周围环境的热量。 调整反应的物质的量、溶液的质量、热量计的热容量，以及冷却损失。 本次活动将最高观察到的温度与根据冷却曲线校正后的数值进行比较。
它是怎么工作的？
热损失降低了观察到的温度升高。 冷却曲线的扩展近似了损失，但异常值和残差仍然存在。
关键关系
−nΔH = (m·c + Ccal)ΔT
尝试这个实验
- 从 20 °C 开始，持续加热 20 秒，并观察到持续加热，直到 120 秒。当散热被开启时，加热期间以及加热之后，热量会释放到周围。
- 记录相同的响应，包括没有损失和有损失的情况，并比较观察到的最高温度与外差值进行外推的修正温度进行比较。
- 比较温度变化，通过仅改变物质的量或热容量。
解读您的结果
溶液和热量计的总热容量是多少？
溶液和容器同时接收反应的热量。 qSolution = −nΔH = (mc + Ccal)ΔT，且 q 的符号与反应的符号相反。
假设与限制
模型采用虚拟放热反应，假定 c=4.18 J/(g·K)、环境和初始温度为 20 °C、反应时间为 20 s、充分混合且放热速率恒定。损失采用牛顿冷却模型 dT/dt=q̇/C−0.020(T−20)。将冷却曲线外推至反应中点 10 s 所得的温度，显示为外推修正最高温度。该近似值并非实际最高温度，模型省略实际反应速率、蒸发和温度计延迟。