Químicos e físicos usam uma técnica conhecida como calorimetria para medir a quantidade de calor emitida ou absorvida durante uma reação química. O calorímetro geralmente consiste em um recipiente cheio de líquido, geralmente água, um termômetro para monitorar a temperatura e um dispositivo para mexer a água. O calorímetro em si pode ser tão simples quanto um copo de isopor. Cálculos da calorimetria dependem da primeira lei da termodinâmica, que afirma que a energia não pode ser criada ou destruída. Aplicado à calorimetria, isso significa que qualquer calor produzido durante uma reação química deve ser transferido para o calorímetro ou, mais especificamente, para a água dentro do calorímetro. Portanto, se o químico ou o físico puder medir o calor absorvido pela água, eles saberão a quantidade de calor emitida pela reação.

TL; DR (tempo demais; não leu)

Você pode calcular o ganho de calor com um calorímetro medindo a mudança na temperatura de uma massa conhecida de líquido, desde que a capacidade de calor do líquido também seja conhecida.

Meça a mudança na temperatura

Calcule a mudança de temperatura, delta (T), da água no calorímetro de acordo com a equação delta (T) = temperatura final - temperatura inicial. Assumindo que a reacção foi exotérmica, isto é, libertou calor, delta (T) deverá exibir um valor positivo. Se a reacção fosse endotérmica, isto é, absorvia calor, então delta (T) deveria ser negativo. Assim, se a temperatura inicial era de 24,0 graus Celsius e a temperatura final era de 33,4 graus Celsius, então delta (T) = 33,4 - 24,0 = 9,6 graus Celsius, e a reação era exotérmica.

Encontre a massa de água

Calcule a massa de água no calorímetro. Se você estivesse seguindo um conjunto de instruções, como em um procedimento de laboratório em um livro, as instruções deveriam incluir uma etapa em que um volume fixo de água era medido, por exemplo, em um cilindro graduado ou o calorímetro era pesou em uma balança antes e depois da água foi somada. Se você mediu um volume fixo de água, então a massa em gramas será igual ao volume em mililitros. Se você pesou o calorímetro antes e depois da adição de água, então a massa de água será igual à massa do calorímetro e a água junto menos a massa do copo vazio. Por exemplo, se a taça do calorímetro vazio pesasse 4,65 g e o calorímetro mais a água pesasse 111,88 g, então a massa de água era 111,88 - 4,65 = 107,23 g.

Encontre o calor obtido

Calcular o calor ganho pelo calorímetro, Q, de acordo com a equação Q = m * c * delta (T), onde m representa a massa de água calculada no passo 2, c representa a capacidade calorífica da água, ou 4.184 joules por grama por graus Celsius, J /gC e delta (T) representam a mudança na temperatura calculada no passo 1. Continuando o exemplo dos passos 1 e 2, Q = 107,23 g * 4,184 J /gC * 9,6 C = 4,3 * 10 ^ 3 J ou 4,3 kJ. Isso representa o calor absorvido pelo calorímetro.