calorimetria
Legge fondamentale della termologia Q = mc ∆T (1.7) cioè il calore necessario per far aumentare la temperatura di un corpo è direttamente proporzionale alla variazione di temperatura, alla massa del corpo e al calore specifico del materiale di cui `e fatto il corpo stesso.
Se un corpo caldo viene immerso in un calorimetro contenente acqua, la quantità di calore ceduta dal corpo è uguale alla quantità di calore assorbita dall’acqua (principio di conservazione dell’energia), cioè
Qassorbito = Qceduto
cioè mH2O · cH2O · (Teq − TH2O) = m2 · c2 · (T2 − Teq)
Qassorbito dall'acqua = Qceduto dalla sostanza calda
dove si indica con H2O la sostanza inizialmente posta nel calorimetro alla temperatura T1, in genere acqua
2 è la sotanza inizialmente calda alla temperatura T2
equivalente in acqua del calorimetro
Ma attenzione; anche il calorimetro che contiene l'acqua assorbe un po' di calore pcjhé quando si riscalda l'acqua in esso contenuta si riscaldano anche le sue pareti, il termometro immerso, l'agitatore...
Come visto in laboratorio si può determinare il calore assorbito dal calorimetro, cioè mc·cc·(Teq − Tc) e attribuirlo ad una opportuna quantità di acqua che si immagina sia contenuta inizialmente nel calorimetro stesso.
Questa quantità di acqua, immaginaria, ma in quantità tale da assorbire esattamente il calore assorbito dal calorimetro e dalle sue parti, viene detta massa equivalente in acqua del calorimetro meq
e si determina immaginando che il calore assorbito dal calorimetro sia appunto assorbito da una certa quantità meq di acqua, per cui il calore assorbito dal calorimetro lo immaginiamo assorbito ancora da acqua:
mH2O · cH2O · (Teq − TH2O) + meq · cH2O · (Teq − TH2O) = m2 · c2 · (T2 − Teq)
e da questa formula si determina meq, che rimane una caratteristica di quel particolare calorimetro, se le temperature coinvolte non cambiano troppo.
Per determinare sperimentalmente la massa equivalente in acqua del calorimetro ( M*) conviene utilizzare acqua sia come sostanza fredda che come sostanza calda, per cui si ottiene semplicemente la formula accanto, dove si è considerato il calore specifico pari a 1 cal/g°C.
calore specifico di un materiale
Diventa quindi semplice trovare il calore specifico della sostanza calda, ponendolo come incognita cx.
Legenda:
Mx: massa della sostanza di cui si desidera determinare il calorespecifico
M: massa acqua
M*: equivalente in acqua del calorimetro
T*: temperatura di equilibrio
T1 : temperatura iniziale acqua (bassa)
T2: temperatura iniziale (alta) sostanza incognita
ca : calore specifico acqua
