Um calorímetro pode soar como um equipamento científico sofisticado, mas na verdade é um dispositivo de medição de calor muito simples que você pode fazer em casa usando duas xícaras de café. Geralmente usado em experimentos de projetos científicos, mede a quantidade de calor envolvida em um processo químico ou físico, como transferência de calor ou calor específico de uma substância.
TL; DR (Demasiado longo; não leu)
A temperatura do líquido muda quando ganha ou perde energia. Um calorímetro mede a massa de líquido e a mudança de temperatura do líquido para determinar a quantidade de energia ganha ou perdida pelo líquido.
Componentes de um calorímetro
Um calorímetro tem dois vasos: um vaso externo e um vaso interno. O ar entre os dois vasos age como um isolante de calor, o que significa que não há (ou mínima) troca de calor entre o que está dentro do vaso interno e o ambiente externo. Calorímetros utilizados em laboratórios científicos têm um anel de fibra feito de material isolante para segurar o vaso interno no centro do vaso externo. Eles incluem um termômetro para medir a temperatura do líquido no recipiente interno e um agitador para agitar o líquido e distribuir o calor por todo o recipiente. É fácil fazer um calorímetro em casa com xícaras de poliestireno, uma tampa, um termômetro e um agitador. No entanto, um calorímetro de "xícara de café" permite mais troca de calor com o ambiente e produz resultados menos precisos.
Medição de transferência de calor
Se uma reação exotérmica (uma reação química que libera energia pela luz ou calor) acontece em uma solução em um calorímetro, a solução usa calor, o que aumenta sua temperatura. Se uma reação endotérmica (uma reação que absorve energia de seus arredores) acontece, a solução perde calor, o que reduz sua temperatura. A diferença de temperatura, juntamente com o calor específico e a massa da solução, permite que você calcule quanto calor a reação usa. Por exemplo, se você colocar um pedaço quente de cobre em uma quantidade fria de água dentro de um calorímetro, o calor fluirá do cobre para a água. A temperatura do cobre diminuirá e a temperatura da água aumentará até que tenham a mesma temperatura (equilíbrio térmico). Você não ganha ou perde calor durante o processo porque o calorímetro permite que ocorra toda a transferência de calor entre as duas substâncias.
Calor específico de medição
Calor específico é a quantidade de energia necessária para produzir uma mudança de temperatura de 1 grau Celsius por grama de substância, e isso varia entre as substâncias. Por exemplo, o calor específico da água é de 1,00 caloria /grama graus Celsius. Para determinar o calor específico de um metal desconhecido, coloque uma peça aquecida do metal em água no recipiente interno do calorímetro. Depois de medir a temperatura final do metal e da água, como a temperatura mais alta atingida pela água, você pode calcular o calor específico do metal. Primeiro, multiplique a massa de água pelo calor específico da água pela mudança de temperatura da água, depois multiplique a massa de metal pela mudança de temperatura do metal. Divida sua primeira resposta pela segunda resposta para estabelecer o calor específico do metal.
