گزارش کار بمب کالریمتر جهت تعیین آنتالپی

هدف : آشنایی با شیوه آزمایش بمب کالریمترجهت تعیین آنتالپی و گرمای آزاد شده


ابزار و مواد لازم:

بمب کالریمتر، دماسنج، ترازو، سود جامد، پتاسیم نیترات.

تئوری آزمایش :
انرژی درونی (U) : به مجموع انرژی های ناشی از جنبش ذرات یک جسم می باشد بعبارتی انرژی درون ملکول.
انرژی آنتالپی (H) : همان انرژی درونی است که در یک سیستم با انرژی مدخل یا مخرج یک سیستم جمع شده است.
باید توجه داشت که انرژی آنتالپی فقط برای سیستم باز تعریف می شود در ضمن به انرژی آنتالپی،انرژی فشاری گفته می شود. (مجموع U و P و A )، همچنین همواره انرژی درونی باید از انرژی آنتالپی در معادلات کمتر باشد. 

هدف : آشنایی با شیوه آزمایش بمب کالریمترجهت تعیین آنتالپی و گرمای آزاد شده


ابزار و مواد لازم:

بمب کالریمتر، دماسنج، ترازو، سود جامد، پتاسیم نیترات.

تئوری آزمایش :
انرژی درونی (U) : به مجموع انرژی های ناشی از جنبش ذرات یک جسم می باشد بعبارتی انرژی درون ملکول.
انرژی آنتالپی (H) : همان انرژی درونی است که در یک سیستم با انرژی مدخل یا مخرج یک سیستم جمع شده است.
باید توجه داشت که انرژی آنتالپی فقط برای سیستم باز تعریف می شود در ضمن به انرژی آنتالپی،انرژی فشاری گفته می شود. (مجموع U و P و A )، همچنین همواره انرژی درونی باید از انرژی آنتالپی در معادلات کمتر باشد. 
H = U + PV
∆H = ∆U + ∆ (PV)             ∆U = ∆H - ∆ (PV)

قانون اول ترمو دینامیک در سیستم های بسته به صورت زیر تعریف می شود:
∆U = Q – W
در قانون دوم ترمودینامیک انرژی های کوچک و اتلاف انرژی نیز محاسبه می شود.
∆U = T∆S - W
∆H - P∆V - V∆P = T∆S - P∆V             ∆H = V∆P + T∆S
قانون اول بیان می دارد که هر سیستم به اندازه مقدار انرژی ایی که می گیرد، می تواند کار انجام دهد. بعبارتی مجموع گرما های گرفته شده برابر است با مجموع کارهای انجام شده  ( ΣQ = ΣW)  توسط سیستم در این قانون هیچ صحبتی از میزان تلفات انرژی نشده که این نقص قانون اول است که در قانون دوم این نقص جبران شده است. به یاد داشته باشید که  0 <  ( ∆Ssys + ∆Ssurr) مجموع تغییرات بی نظمی سیستم و محیط همواره  بزرگتر مساوی صفر است.
در کاربرد قانون اول، حوزه نفوذ هر فرآیند خاص به دو بخش سیستم و محیط آن تقسیم می شود. بخشی که فرآیند در آن روی می دهد سیستم است و هر چیزی که سیستم با آن ارتباط داشته باشد محیط می باشد. قانون اول نه فقط برای سیستم بلکه برای سیستم و محیط صدق می کند. انرژی داخلی به شکل آنتالپی، یک تابع حالت است و برای محاسبه مقادیر گرما و کار برای تجهیزات به کار می رود. برخی از خواص ترمو دینامیکی مرتبط با انرژی داخلی،به علت اهمیت کاربرد ترمودینامیک در فرآیند های عملی تعریف می شود که آنتالپی در این بخش معرفی می شود. آنتالپی مانند حجم و انرژی داخلی، یک کمیت مقداری است ولی آنتالپی ویژه یا مولی یک خاصیت درونی است.  


شرح آزمایش :
در ابتدا به کمک یک استوانه مدرج، 100 cc آب مقطر را داخل ظرف کالریمتر ریخته و پس از رسیدن به تعادل دمایی، دمای داخل کالریمتر را خوانده و آن را یادداشت می کنیم. 2 گرم سود جامد را وزن کرده و آن را داخل کالریمتر ریخته و آن را به آرامی هم میزنیم تا سود در آب کاملا حل شود. هنگامی که دمای محلول برای مدتی حدود سه الی چهار دقیقه ثابت ماند و با هم زدن کالریمتر تغییر نکرد، می توان این دمای ثابت را به عنوان دمای تعادل یادداشت کرد و از نتایج برای محاسبات استفاده کرد.
اگر گرمای ویژه کالریمتر را  ( 1 cal/gr 0C )  در نظر بگیریم و با توجه به تغییر دما،گرمای آزاد شده را بدست می آوریم. سپس آنتالپی انحلال یک مول سود را در آب در شرایط آزمایش بدست می آوریم. همین آزمایش را برای انحلال نیترات پتاسیم در آب نیز انجام می دهیم.


محاسبات:


1- انحلال سود جامد در آب داخل کالریمتر :
(دمای آب) T1 = 21  0C
                                                      ∆T = 5 0C
(دمای آب + سود) T2 = 26 0C

گرمای آزاد شده = Q

سود m = 2 gr
                                                 Q = ∆T (mcمحلول +A) = 5 (176.8× 1+ 2) = 894
+آب کالریمتر m = 174.8 gr

Q = 894 cal

∆H = Q/m× 40                ∆H = (894/2)× 40 = 17880


برای انحلال 2 گرم نیترات پتاسیم نیز طبق نمونه بالا عمل می کنیم.با این تفاوت که :

(دمای آب + نیترات پتاسیم) T2 = 180C


نتیجه گیری:

از این آزمایش می توان نتیجه گرفت که انرژی داخلی به شکل آنتالپی، یک تابع حالت است و برای محاسبه مقادیر گرما و کار برای تجهیزات به کار می رود. از این آزمایش می توان نتیجه گرفت که ظرفیت گرمایی یک ماده ثابت بوده واین امر برمقدار گرمای واکنش تاثیر گذار است.

منابع خطا:

•    خطا در نشان دادن اعداد و ارقام توسط  دما سنج و خطا در خواندن آنها. 


•    خطا در برداشتن دقیق حجم ها و وزن ها که سبب ایجاد خطا در محاسبات می شود. 

منابع و ماخذ:

•    جلد اول: ترمودینامیک مهندسی شیمی-تالیفدکتر محمد مهدی منتظر رحمتی- ویرایش پنجم. 

این متن ناقص است برای مشاهده متن کامل آن را دانلود نمایید.

در صورت خراب بودن لینک دانلود " در قسمت نظر دهید " به ما اطلاع دهید تا مشکل را رفع کنیم

حجم فایل : 50 کیلو بایت | فرمت فایل : Docx | زبان : فارسی

دانلود مستقیم | پسورد فایل : kimiagari.ir

تعيين محدوده دماي جوش محصولات نفتي - جمعه بیست و ششم اسفند 1390
شیمیدانهای قرن نوزدهم - پنجشنبه بیست و پنجم اسفند 1390
قالب شیمی شماره 5 - پنجشنبه بیست و پنجم اسفند 1390
قالب شیمی شماره 4 - چهارشنبه بیست و چهارم اسفند 1390
اختلاط سیالات با ویسکوزیته متفاوت - سه شنبه بیست و سوم اسفند 1390