Формула пошуку для розрахунку теплотворної здатності за допомогою калориметра (хімія, калорії, шоколад)
Для шкільного проекту NWT я повинен визначити теплотворну здатність свого саморобного шоколаду. Для цього ми використали простий калориметр (виготовлений самими викладачами).
У мене є ці дані: 0,5 г шоколаду було спалено, ми використали 100 мл води, і температура води піднялася з 24 ° C до 32 ° C, тобто 8 ° C.
Мій учитель сказав мені, що ви можете зробити це за правилом трьох, тому я зробив наступний розрахунок:
800 * 200 = 160000кал = 160ккал
Але результат може бути не правильним, це темний шоколад, але він виявився досить солодким, але я замість цукру використовувала мед.
Що пішло не так? Мій розрахунок помилковий? Або щось пішло не так з калоріметром?
3 відповіді
В основному ви правильно розрахували.
По-перше, той, хто вживав калорії, насправді дискваліфікував себе. Ви отримуєте теплоту згоряння 670 кДж/100 г. Якщо ваші вчителі справді наполягають на калоріях, ви можете запитати їх, як було, коли динозаври вимерли, вони на той час вже мали повноліття.
По-друге, ви не пишете, чому вас не влаштовує ваше значення, але воно здається низьким. Цукор має теплоту згоряння близько 1500 кДж/100 г, жиру значно вдвічі більше. Оскільки шоколад містить цукор, жир та щось інше, ви очікували б принаймні значення цукру, і, звичайно, не менше. Але ти знаєш свій рецепт краще за мене.
Одного разу я провів два обіди під час стажування з калориметричним вимірюванням у старому калориметрі бомби, і тому не є експертом. Але я знаю, що щось на зразок студентського експерименту не може пройти дуже добре. Для цього вам потрібно провести згоряння в чистому кисні з надлишковим тиском і зробити приголомшливий вуду, калібруючи калориметр, не кажучи вже про ізоляцію. І звичайно, ви берете кілька літрів води, а не 100 мл. Як ви це зробили?
Перша підозра при пошуку джерел помилок - неповне згоряння. Чи залишилось що-небудь від шоколаду, наприклад, сажа, попіл, смолистий осад або будь-який інший бруд? Тоді він повністю не згорів, і ви не повинні дивуватися, що змогли виміряти лише частину тепла згоряння.
Другий підозрюваний - потік тепла від калориметра до навколишнього середовища; врешті-решт стало на вісім градусів тепліше, щось уже тече. Скільки тривав опік? Чим довше він триває, тим більше тепла ви втрачаєте від неповністю ізольованого калориметра. Ми зробили це в бомбі об'ємом майже ½ л при тиску кисню 50 бар, вона згоряє за лічені секунди, і вам залишається почекати, поки тепло від бомби не піде у воду. Якщо горіння займає хвилини, не варто дивуватися втратам тепла.
Як ви це зробили з подачею кисню? Надлишковий тиск у бомбі? За стехіометричним методом на півграма цукру потрібно близько 200 мл кисню або літр повітря, а на жир - навіть більше. На практиці має бути великий надлишок, інакше він буде горіти повільно і не повністю. Як ти це зробив?
Ви впевнені, що в кінці вимірювання камера згоряння віддала все тепло воді (і тільки там)?
В цілому, звичайно, це приємний експеримент, але повинно бути зрозуміло, що ви будете вимірювати занадто низькі теплоти згоряння без професійного обладнання.