Fa'ata'ita'iga o Fesili Talanoaga o le Calorimetry
I le fisiki, o le calorimetry o se lala o le saienisi e suʻesuʻeina le fuaina o le vevela i tali faʻakemikolo poʻo suiga faʻaletino. O le meafaigaluega e faʻaaogaina e fua ai le tele o le vevela e taʻua o le calorimeter. E taua tele le Calorimetry, aemaise lava i le thermodynamics ma le kemisi faʻaletino, lea e matauina ma fuaina ai suiga i le malosi faʻavevela.
Mataupu Faavae Autu o le Calorimetry
O le mataupu faavae autū o le calorimetry e faʻavae i luga o le tulafono o le faʻasaoina o le malosi, o lona uiga e le mafai ona faia pe faʻaumatia le malosi, ae e naʻo le suia mai le tasi ituaiga o le malosi i le isi. I le tulaga o le calorimetry, o le malosi o le vevela e leiloa e le faiga e tatau ona tutusa ma le malosi o le vevela e mitiia e le siosiomaga. O le meafaigaluega autu i faʻataʻitaʻiga o le calorimetry e masani lava o se calorimeter, lea e mafai ona avea ma se calorimeter faigofie, o se calorimeter vai, poʻo se calorimeter sili atu ona faigata, e pei o se calorimeter pomu.
Fua Fa'atatau o le Calorimetry
O le fua fa'atatau autū i le calorimetry e fa'apea:
\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]
di mana:
– \( Q \) o le aofaʻi o le vevela (i joules poʻo kalori)
– \( m \) o le mamafa o le mea (i kalama poʻo kilokalama)
– \( c \) o le vevela patino o le mea (i le J/(g°C) po'o le cal/(g°C))
– \( \Delta T \) o le suiga o le vevela (i le °C)
Se'i o tatou tilotilo i ni fa'ata'ita'iga o fesili ma talanoaga ina ia malamalama atili ai i le manatu ma le fa'aoga o le calorimetry.
Fesili Fa'ata'ita'i ma Talanoaga 1
Fesili:
O se fasi u'amea e 200 kalama e fa'avevela i le 100°C ona fa'asusu lea i totonu o le 100 kalama o le vai i le 20°C. O le vevela mulimuli o le paluga e 27°C. Fuafua le vevela fa'apitoa o le u'amea! (vevela fa'apitoa o le vai = 4,18 J/(g°C))
Talanoaga:
O le laasaga muamua o le fuafuaina lea o le vevela e mitiia e le vai. Faʻaaogaina le fua faʻatatau autu:
\[ Q_{\text{air}} = m_{\text{air}} \cdot c_{\text{air}} \cdot \Delta T_{\text{air}} \]
Faatasi ai ma le \( m_{\text{air}} = 100 \) kalama, \( c_{\text{air}} = 4.18 \) J/(g°C), ma le \( \Delta T_{\text{air}} = 27°C – 20°C = 7°C \),
\[ Q_{\text{air}} = 100 \times 4.18 \times 7 = 2926 \text{ J} \]
O le vevela e faʻasaʻolotoina e le uʻamea e tutusa ma le vevela e mitiia e le vai, o lea la:
\[ Q_{\text{metal}} = 2926 \text{ J} \]
Fa'aaogaina o le fua fa'atatau o le vevela:
\[ m_{\text{metal}} \cdot c_{\text{metal}} \cdot \Delta T_{\text{metal}} = Q_{\text{metal}} \]
fa'atasi ai ma le \( m_{\text{metal}} = 200 \) kalama, \(\Delta T_{\text{metal}} = 100°C – 27°C = 73°C \),
\[ 200 \cdot c_{\text{metal}} \cdot 73 = 2926 \text{ J} \]
\[ c_{\text{metal}} = \frac{2926}{200 \times 73} \]
\[ c_{\text{metal}} = 0.2 \text{ J/(g°C)} \]
O lea la, o le vevela faapitoa o le uʻamea e 0.2 J/(g°C).
Fesili Fa'ata'ita'i ma Talanoaga 2
Fesili:
O se poloka aisa e 50 kalama le mamafa i le vevela o le 0°C ua tu'u i totonu o le 200 kalama o le vai i le vevela o le 30°C i totonu o se calorimeter. Fuafua le vevela mulimuli o le paluga pe a uma ona o'o i le paleni fa'avevela! (vevela o le fa'afefiloi o le aisa = 334 J/g, vevela fa'apitoa o le vai = 4,18 J/g°C)
Talanoaga:
O le laasaga muamua o le fuafuaina lea o le vevela e manaʻomia e faʻamaluluina ai le aisa:
\[ Q_{\text{melt}} = m_{\text{es}} \cdot L \]
faatasi ai ma le \( m_{\text{es}} = 50 \) kalama ma le \( L = 334 \) J/g,
\[ Q_{\text{melting}} = 50 \times 334 = 16700 \text{ J} \]
Sosoo ai, saili le vevela e mitiia e le aisa pe a uma ona liusuavai e oʻo atu ai i le vevela mulimuli \( T \) (pe a faʻapea o le T o le vevela mulimuli lea o le paluga):
\[ Q_{\text{vai aisa}} = m_{\text{es}} \cdot c_{\text{ea}} \cdot (T – 0°C) \]
fa'atasi ai ma le \( c_{\text{air}} = 4.18 \text{ J/g°C} \),
\[ Q_{\text{aisa vai}} = 50 \times 4.18 \times T \]
Vevela e fa'asa'olotoina e le vai malulu (mai le 30°C i le T):
\[ Q_{\text{air}} = m_{\text{air}} \cdot c_{\text{air}} \cdot (30°C – T) \]
faatasi ai ma le \( m_{\text{air}} = 200 \) kalama,
\[ Q_{\text{air}} = 200 \times 4.18 \times (30 – T) \]
I le paleni fa'avevela, o le aofa'i o le vevela e mitiia e le aisa (e liusuavai ma fa'avevela i le T) o le a tutusa ma le aofa'i o le vevela e fa'asa'olotoina e le vai:
\[ Q_{\text{melt}} + Q_{\text{vai aisa}} = Q_{\text{vai}} \]
\[ 16700 + 50 \times 4.18 \times T = 200 \times 4.18 \times (30 – T) \]
\[ 16700 + 209T = 8360 \times (30 – T) \]
\[ 16700 + 209T = 250800 – 8360T \]
\[ 8569T = 234100 \]
\[ T = \frac{234100}{8569} \approx 27.3°C \]
O lea la, o le vevela mulimuli o le paluga pe a uma ona oʻo atu i le paleni faʻavevela e tusa ma le 27.3°C.
I'uga
O le Calorimetry o se metotia taua i le fisiki ma le kemisi e faʻaaogaina e fuafua ai le aofaʻi o le malosi o le vevela i se faiga faʻaletino poʻo le kemikolo. I le faʻaaogaina o mataupu faavae ma fua faʻatatau o le calorimetry, e mafai ona tatou fuafuaina ni faʻasologa eseese e pei o le vevela patino o se mea, le suiga o le vevela, poʻo le malosi e mitiia/faʻasaʻolotoina i se faiga. I totonu o lenei tusiga, ua tatou vaʻavaʻai ai i faʻafitauli faʻataʻitaʻi ma a latou fofo i le tulaga o le malamalama i le calorimetry. O le malamalama lelei i nei manatu e taua tele mo le foia o faʻafitauli eseese o le thermodynamic ma isi faʻaoga aoga.
