Calorimetry: Ke ana ʻana i ka ikehu wela i nā hopena kemika
Pendahuluan
ʻO Calorimetry kahi lālā o ka ʻepekema e aʻo ana i ke ana ʻana o nā loli o ka ikehu wela i nā hopena kemika a i ʻole nā kaʻina hana kino. Loaʻa ka huaʻōlelo "calorimetry" mai ka Latina "calor," ʻo ia hoʻi ka wela, a me "metri," ʻo ia hoʻi ke ana ʻana. Hāʻawi kēia ʻano hana i nā ʻike koʻikoʻi i ka enthalpy, entropy, a me ka hiki ke wela o nā ʻōnaehana like ʻole. E loiloi kēia ʻatikala i nā manaʻo kumu o ka calorimetry, nā ʻano calorimeters, kā lākou mau loina hana, a me kā lākou noi ʻana ma nā ʻano like ʻole e like me ke kemika, biology, a me ka physics.
Nā Manaʻo Kumu o ka Calorimetry
ʻO ke kumu, pili ka calorimetry i ke ana ʻana i nā loli o ka mahana e kū mai ana ke hui pū ʻia a i ʻole ka hopena ʻana o ʻelua mau mea. ʻO ka ʻāpana nui o kēia hāmeʻa he calorimeter, i hoʻolālā ʻia e hōʻemi i ka hoʻololi ʻana o ka ikehu wela me ke kaiapuni. ʻO ke kumumanaʻo nui o ka calorimetry ʻo ia ke kānāwai mua o ka thermodynamics, kahi e ʻōlelo nei ʻaʻole hiki ke hana ʻia a luku ʻia paha ka ikehu akā hiki ke hoʻololi wale i ke ʻano. I kēia hihia, hiki ke hoʻohana ʻia ka ikehu wela i loaʻa a hoʻokuʻu ʻia paha e kahi ʻōnaehana e helu i ka loli o ka ikehu i loko o kēlā ʻōnaehana.
Nā ʻano o nā Calorimeters
1. Kalokalima maʻalahi
ʻO ka calorimeter maʻalahi maʻamau he pahu i hana ʻia me kahi mea hoʻokaʻawale e like me ka polystyrene a i ʻole ka alumini, i hoʻopiha ʻia me ka wai, a hoʻolako ʻia me kahi ana wela. Hoʻohana pinepine ʻia kēia ʻano calorimeter i nā hoʻokolohua hoʻonaʻauao haʻahaʻa e hoʻolauna i ke kumumanaʻo o ka calorimetry.
2. Kalorimika Pōkā
He mea hana ʻoi aku ka ʻoi aku ka paʻakikī o ka calorimeter bomb i hoʻohana ʻia e ana i nā loli ikehu i nā hopena kuni. Loaʻa i kēia mau calorimeter kahi pahu pale wela a me ke kaomi i kapa ʻia he "bomb," kahi i waiho ʻia i loko o kahi pahu i piha i ka wai. Ke puhi ʻia kahi hāpana i loko o ka bomb, ana ʻia ka loli o ka mahana i loko o ka wai e helu i ka ikehu wela i hana ʻia.
3. Calorimeter ʻIkepili ʻokoʻa (DSC)
He mea hana ʻo DSC i hoʻohana ʻia e aʻo i nā loli pae a me nā hopena kemika e kū mai ana i nā mea i ka wā e hoʻomehana ʻia ai a hoʻomaʻalili ʻia paha. Ana ia i ka ʻokoʻa o ka mahana ma waena o kahi laʻana a me kahi kuhikuhi, e ʻae ana i nā kānaka ʻepekema e hoʻoholo i nā enthalpies hoʻololi, nā kiko heheʻe, a me nā ʻano wela ʻē aʻe.
4. Kalorimika Isoperibolic
Hoʻopaʻa ka calorimeter isoperibolic i ka mahana o ke ambient i loko o ka hoʻokolohua. Hoʻohana pinepine ʻia kēia mau calorimeter i ka noiʻi biochemical e hoʻoholo i nā loli ikehu i nā hopena enzymatic a i ʻole nā kaʻina hana olaola ʻē aʻe.
Pehea e hana ai ka Calorimeter
ʻO ke kumu hana o kahi calorimeter e pili ana i kekahi mau hana maʻamau:
1. Ka hoʻoponopono ʻana: Pono e hoʻoponopono ʻia ka calorimeter e hoʻoholo ai i kona hiki ke wela. Pili kēia hana i ka hoʻohui ʻana i kahi nui o ka wela i ʻike ʻia a me ke kākau ʻana i ka loli o ka mahana hopena.
2. Hoʻonohonoho Laʻana: Hoʻokomo ʻia ka laʻana i loko o ka calorimeter, a ua sila ʻia ka ʻōnaehana e pale aku i ka hoʻololi ikehu me ke kaiapuni.
3. Nānā ʻana i nā Loli o ka Mahana: Ma hope o ka pau ʻana o ka hopena, ana ʻia nā loli o ka mahana e kū mai ana i loko o ka ʻōnaehana.
4. Ka Helu ʻana o ka Ikehu: Ma ka hoʻohana ʻana i ke kānāwai mua o ka thermodynamics a me ka ʻikepili loli mahana, ua helu ʻia ka ikehu i hana ʻia a i hoʻopau ʻia paha e ka hopena.
Nā noi Calorimetry
He ākea loa nā noi o ka Calorimetry, mai ka noiʻi maʻamau a hiki i nā noi hana i ka ʻoihana.
1. Kemika
I loko o ke kemika, hoʻohana ʻia ka calorimetry e hoʻoholo i nā waiwai thermodynamic o nā hopena, e like me ka enthalpy a me ka entropy. No ka laʻana, i ke aʻo ʻana i nā kinetics kemika, hiki i ka calorimetry ke kōkua i ke ana ʻana i nā helu hopena a me nā ʻano hana hopena. ʻO ka bomb calorimetry, ma ke ʻano kūikawā, hoʻohana ʻia e ana i ka wela o ke kuni ʻana o nā wahie a me nā meaʻai.
2. ʻIkeolaola
He kuleana koʻikoʻi ko Calorimetry i ka biology molecular a me ka noiʻi biochemistry. No ka laʻana, i nā haʻawina enzyme, hoʻohana ʻia ka calorimetry e hoʻoholo i nā ikehu hoʻāla a me nā kinetics enzyme, a me nā loli ikehu e kū mai ana i ka wā o nā hopena enzyme-substrate. Hoʻohana ʻia hoʻi ka Calorimetry i ka noiʻi protein, e like me ke kālailai ʻana i ka paʻa o ka protein a me ka pelu ʻana.
3. ʻIke kino
I ke ʻano physics, hoʻohana ʻia ka calorimetry e ana i ka mana wela kikoʻī o nā mea a me nā loli pae, e like me ka hoʻoheheʻe ʻana a me ka sublimation. Hoʻohana ʻia ʻo DSC, ma ke ʻano kūikawā, e kālailai i nā waiwai wela o nā mea polymer a me nā mea composite, a me ke aʻo ʻana i nā hoʻololi pae i nā mea crystalline a me nā mea amorphous.
4. ʻOihana
Ma ka ʻāpana ʻoihana, hoʻohana ʻia ka calorimetry no ka noiʻi a me ka hoʻomohala huahana, e like me nā lāʻau lapaʻau, nā mea hoʻohui meaʻai, a me nā wahie. No ka laʻana, ma ka ʻoihana lāʻau lapaʻau, hoʻohana ʻia ka calorimetry e hoʻomohala a hoʻāʻo i ke kūpaʻa wela o nā lāʻau lapaʻau, ʻoiai ma ka ʻoihana meaʻai, hiki ke hoʻomaikaʻi ʻia nā manawa kuke a me nā kaulike ikehu i nā huahana meaʻai me ke kōkua o ka calorimetry.
Haʻawina Hihia: Hoʻohana ʻana o Calorimetry i ka Noiʻi Lāʻau Lapaʻau
ʻO kahi laʻana o ka hoʻohana ʻana o ka calorimetry i ka noiʻi lāʻau lapaʻau ʻo ia ke aʻo ʻana i ke kūpaʻa wela o ka lāʻau. Ma kēia noiʻi, hiki ke hoʻohana ʻia ʻo DSC e kālailai i nā hoʻololi pae i nā lāʻau lapaʻau paʻa a hoʻoholo i nā kiko heheʻe a me nā loli enthalpy e pili ana i kēia mau kaʻina hana. He mea koʻikoʻi kēia ʻike no ka hōʻoia ʻana i ke kūpaʻa a me ka pono o ka lāʻau i ka wā e mālama ai a me ka lawe ʻana.
Nā Pilikia a me ka Wā e Hiki Mai Ana o Calorimetry
ʻOiai he mea hana ikaika ka calorimetry, ke kū nei ia i kekahi mau pilikia. ʻO kekahi ka pololei o ke ana ʻana, ʻoiai i nā hoʻokolohua e pili ana i nā loli ikehu liʻiliʻi loa. Eia kekahi, he paʻakikī ke hoʻokō i ka insulation thermal kūpono, hiki ke alakaʻi i nā hewa ana.
Eia nō naʻe, me ka holomua o ka ʻenehana, ua lilo nā mea hana calorimetry i mea ʻoi aku ka paʻakikī a me ka pololei. ʻO ka hoʻohana ʻana i nā mea ʻike kikohoʻe, ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka kaohi mahana, a me nā polokalamu loiloi ʻikepili paʻakikī e ʻae ai i nā ana pololei a me ka maikaʻi. I ka wā e hiki mai ana, manaʻo ʻia e pāʻani ka calorimetry i kahi kuleana nui i ka noiʻi multidisciplinary, me ka nanotechnology, ka ʻepekema mea, a me ka biology ʻōnaehana.
Ka hopena
He ʻoihana ʻepekema koʻikoʻi ʻo Calorimetry me nā noi he nui i ka kemika, biology, physics, a me ka ʻoihana. Ma ke ana ʻana i nā loli o ka ikehu wela i nā hopena kemika a me nā kaʻina hana kino, hāʻawi kēia ʻano hana i nā ʻike hohonu i nā waiwai thermodynamic o nā ʻōnaehana like ʻole. ʻOiai ke kū nei i kekahi mau pilikia, ke hoʻomau nei ka holomua ʻenehana i ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka pololei a me ka pono o nā ana calorimetric. ʻO ka hopena, e hoʻomau ka calorimetry i mea hana waiwai nui i ka noiʻi a me ka hoʻomohala ʻana ma nā ʻano aʻo like ʻole.
