| Из истории калориметрии |
| naturalscience.ru | |
|
Что такое калориметр и как он устроен, мы узнали на предыдущем уроке. А известно ли вам, что калориметрия - наука об измерении количества теплоты - составляет целый раздел физики и уходит корнями в глубь веков? Изобретению уже известного вам жидконаполненного калориметра предшествовало создание в ХVIII веке англичанином П.Лапласом и французом А.Лавуазье так называемого ледяного калориметра. Если при пользовании школьным калориметром с жидкостью мы измеряем изменение ее температуры, то при пользовании ледяным калориметром требовалось измерять массу растаявшего льда. В ХVIII веке это сделать было проще, так как еще не было общепринятых методов измерения температуры. Лаплас и Лавуазье опирались на труды своих предшественников - шотландца Д.Блэка и голландца И.Вильке. Они, изучая эмпирические формулы российских академиков Г.Крафта и Г.Рихмана, нашли необходимым ввести новые понятия: скрытую теплоту плавления и скрытую теплоту парообразования. Например, Вильке, исследуя в 1772 г. получение теплоты смесью воды и снега, обнаружил, что часть теплоты "исчезает". Из опубликованных в 1803 г. трудов Блэка мы знаем, что он открыл постоянство температуры тающего льда, несмотря на приток тепла извне. Отсюда он, как и Вильке, пришел к понятию скрытой теплоты плавления. Позже он установил наличие и скрытой теплоты парообразования.
Блэк также впервые четко разграничил термины "количество тепла" и "количество температуры", ввел и по сей день существующий термин "теплоемкость". Открытие формул, описывающих процессы плавления и парообразования, а также составление соответствующих таблиц теплот плавления и парообразования растянулось на несколько десятилетй. На следующей странице показан современный вид формул для расчета скрытых теплот плавления и парообразования. Сегодня они называются соответственно удельной теплотой плавления и удельной теплотой парообразования. Эти формулы, наряду с уже известной вам формулой Q=cmDt по сей день лежат в основе всех методов калориметрических измерений. Подсчет теплоты, необходимой для плавления. Очевидно, что масса образовавшегося расплава всегда равна массе расплавившегося вещества. Зная ее, легко подсчитать количество теплоты, затраченное на плавление. Для этого служит следующая формула.
Q - количество теплоты, Дж
Точные калориметрические измерения показывают, что при кристаллизации вещества выделяется такое же количество теплоты, которое было затрачено на образование расплава. Подсчет теплоты, необходимой для парообразования. Очевидно, что масса образовавшегося пара всегда равна массе выкипевшей жидкости. Зная ее, легко подсчитать количество теплоты, затраченное на образование пара. Для этого служит следующая формула.
Q - количество теплоты, Дж
Точные калориметрические измерения показывают, что при конденсации вещества выделяется такое же количество теплоты, которое было затрачено на образование пара.
|