Kalorimetrická rovnice

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání

Kalorimetrická rovnice popisuje tepelnou výměnu těles tvořících izolovanou soustavu, pro kterou platí zákon zachování energie - tedy veškeré teplo, které při výměně jedno těleso odevzdá, druhé těleso přijme. Navíc se předpokládá, že nedochází ke změně druhu energie, tzn. tepelná energie se nemůže změnit např. v mechanickou energii, a také, že látky jsou chemicky netečné, takže nevzniká žádné teplo z chemických reakcí.

Kalorimetrická rovnice je základní rovnicí kalorimetrie.

Matematická formulace[editovat | editovat zdroj]

Matematicky lze kalorimetrickou rovnici formulovat na základě předpokladu, že teplo odevzdané teplejším tělesem chladnějšímu tělesu se rovná teplu , které přijme chladnější těleso od teplejšího tělesa, tzn.

Jestliže těleso 1 o hmotnosti s měrnou tepelnou kapacitou má počáteční teplotu , těleso 2 o hmotnosti s měrnou tepelnou kapacitou má počáteční teplotu a po vyrovnání teplot mají obě tělesa stejnou teplotu , přičemž , pak po dosazení za a dostaneme

Pokud je neznámou veličinou c nebo m, za teploty se musí dosadit termodynamická teplota nebo teplota v jednotkách Celsia.

Kompenzace měření kalorimetrem[editovat | editovat zdroj]

K experimentálnímu měření veličin kalorimetrické rovnice se používá kalorimetr, zejména pak směšovací kalorimetr. Aby byla zachována přesnost měření, musí se do rovnice zahrnout i samotný kalorimetr. Pakliže je v kalorimetru chladnější kapalina a přidáme teplejší těleso, platí:

,

kde se započte i teplo přijaté kalorimetrem , představuje tepelnou kapacitu kalorimetru a přírůstek teploty. V opačné situaci kalorimetr teplo odevzdává, a proto platí:

,

kde představuje úbytek teploty.