କ୍ୟାଲୋରିମିଟ୍ରିର ସିଦ୍ଧାନ୍ତ

କ୍ୟାଲୋରିମିଟର କ’ଣ?#

କ୍ୟାଲୋରିମିଟର ହେଉଛି ଏକ ଉପକରଣ ଯାହା ଏକ ରାସାୟନିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କିମ୍ବା ଭୌତିକ ପରିବର୍ତ୍ତନ ସମୟରେ ନିର୍ଗତ କିମ୍ବା ଶୋଷିତ ଉଷ୍ମାର ପରିମାଣ ମାପ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ଏହା ରସାୟନ ବିଜ୍ଞାନ, ଜୀବ ବିଜ୍ଞାନ, ଏବଂ ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନ ସମେତ ବିଭିନ୍ନ ବୈଜ୍ଞାନିକ କ୍ଷେତ୍ରରେ ଏକ ଅତ୍ୟାବଶ୍ୟକୀୟ ଉପକରଣ। କ୍ୟାଲୋରିମିଟର ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରକାର ଏବଂ ଡିଜାଇନରେ ଆସିଥାଏ, ପ୍ରତ୍ୟେକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ।

କ୍ୟାଲୋରିମିଟରର ପ୍ରକାରଭେଦ

କ୍ୟାଲୋରିମିଟରର ମୁଖ୍ୟତଃ ଦୁଇ ପ୍ରକାର ଅଛି:

• ସ୍ଥିର-ଆୟତନ କ୍ୟାଲୋରିମିଟର: ଏହି ପ୍ରକାର କ୍ୟାଲୋରିମିଟର ସ୍ଥିର ଆୟତନରେ ନିର୍ଗତ କିମ୍ବା ଶୋଷିତ ଉଷ୍ମା ମାପ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ଏହା ଏକ ଦୃଢ଼ ପାତ୍ର ନେଇ ଗଠିତ ଯାହା ଉଷ୍ମା କ୍ଷୟକୁ ସର୍ବନିମ୍ନ କରିବା ପାଇଁ ଏକ ତାପ ବିଚ୍ଛିନ୍ନକାରୀ ପଦାର୍ଥ ଦ୍ୱାରା ଘେରା ହୋଇଥାଏ। ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପାତ୍ରଟି ପାତ୍ର ଭିତରେ ରଖାଯାଏ ଏବଂ ତାପମାତ୍ରା ପରିବର୍ତ୍ତନ ଏକ ଥର୍ମୋମିଟର ବ୍ୟବହାର କରି ମାପାଯାଏ।

• ସ୍ଥିର-ଚାପ କ୍ୟାଲୋରିମିଟର: ଏହି ପ୍ରକାର କ୍ୟାଲୋରିମିଟର ସ୍ଥିର ଚାପରେ ନିର୍ଗତ କିମ୍ବା ଶୋଷିତ ଉଷ୍ମା ମାପ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ଏହା ଏକ ଖୋଲା ପାତ୍ର ନେଇ ଗଠିତ, ଯାହା ସାଧାରଣତଃ ଧାତୁରେ ତିଆରି, ଯାହା ଗ୍ୟାସ୍ ବିନିମୟକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ। ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପାତ୍ରଟି ପାତ୍ର ଭିତରେ ରଖାଯାଏ ଏବଂ ତାପମାତ୍ରା ପରିବର୍ତ୍ତନ ଏକ ଥର୍ମୋମିଟର ବ୍ୟବହାର କରି ମାପାଯାଏ।

କ୍ୟାଲୋରିମିଟରର ପ୍ରୟୋଗ

କ୍ୟାଲୋରିମିଟରର ବିସ୍ତୃତ ପ୍ରୟୋଗ ଅଛି, ଯେପରିକି:

• ଦହନର ଉଷ୍ମା ମାପ: ଜଳାଇବା ସମୟରେ ଏକ ଇନ୍ଧନ କେତେ ଉଷ୍ମା ନିର୍ଗତ କରେ ତାହା ମାପ କରିବା ପାଇଁ କ୍ୟାଲୋରିମିଟର ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ଇନ୍ଧନର ଶକ୍ତି ବିଷୟବସ୍ତୁ ନିର୍ଧାରଣ କରିବା ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଦହନ ପ୍ରଣାଳୀ ଡିଜାଇନ୍ କରିବା ପାଇଁ ଏହି ସୂଚନା ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ।

• ପ୍ରତିକ୍ରିୟାର ଉଷ୍ମା ମାପ: ରାସାୟନିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ସମୟରେ ନିର୍ଗତ କିମ୍ବା ଶୋଷିତ ଉଷ୍ମାର ପରିମାଣ ମାପ କରିବା ପାଇଁ କ୍ୟାଲୋରିମିଟର ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ରାସାୟନିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାର ଉଷ୍ମାଗତିକ ବୁଝିବା ଏବଂ ରାସାୟନିକ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଡିଜାଇନ୍ କରିବା ପାଇଁ ଏହି ସୂଚନା ଅତ୍ୟାବଶ୍ୟକୀୟ।

• ବିଶିଷ୍ଟ ଉଷ୍ମା ଧାରିତା ମାପ: ଏକ ପଦାର୍ଥର ତାପମାତ୍ରା ଏକ ଡିଗ୍ରୀ ସେଲ୍ସିୟସ୍ ବୃଦ୍ଧି କରିବା ପାଇଁ ଆବଶ୍ୟକ ଉଷ୍ମାର ପରିମାଣ ମାପ କରିବା ପାଇଁ କ୍ୟାଲୋରିମିଟର ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ପଦାର୍ଥର ତାପୀୟ ଧର୍ମ ବୁଝିବା ଏବଂ ଉଷ୍ମା ସ୍ଥାନାନ୍ତରଣ ଜଡିତ ପ୍ରଣାଳୀ ଡିଜାଇନ୍ କରିବା ପାଇଁ ଏହି ସୂଚନା ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ।

• ତରଳୀକରଣର ଉଷ୍ମା ମାପ: ଏକ କଠିନ ପଦାର୍ଥକୁ ତରଳାଇବା ପାଇଁ ଆବଶ୍ୟକ ଉଷ୍ମାର ପରିମାଣ ମାପ କରିବା ପାଇଁ କ୍ୟାଲୋରିମିଟର ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ପଦାର୍ଥର ଦଶା ପରିବର୍ତ୍ତନ ବୁଝିବା ଏବଂ ତରଳିବା ଏବଂ ଘନୀଭବନ ଜଡିତ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଡିଜାଇନ୍ କରିବା ପାଇଁ ଏହି ସୂଚନା ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ।

• ବାଷ୍ପୀଭବନର ଉଷ୍ମା ମାପ: ଏକ ତରଳ ପଦାର୍ଥକୁ ବାଷ୍ପୀଭୂତ କରିବା ପାଇଁ ଆବଶ୍ୟକ ଉଷ୍ମାର ପରିମାଣ ମାପ କରିବା ପାଇଁ କ୍ୟାଲୋରିମିଟର ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ପଦାର୍ଥର ଦଶା ପରିବର୍ତ୍ତନ ବୁଝିବା ଏବଂ ବାଷ୍ପୀଭବନ ଏବଂ ଘନୀଭବନ ଜଡିତ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଡିଜାଇନ୍ କରିବା ପାଇଁ ଏହି ସୂଚନା ଅତ୍ୟାବଶ୍ୟକୀୟ।

କ୍ୟାଲୋରିମିଟର ବିଭିନ୍ନ ବୈଜ୍ଞାନିକ କ୍ଷେତ୍ରରେ ବହୁମୁଖୀ ଏବଂ ଅତ୍ୟାବଶ୍ୟକୀୟ ଉପକରଣ। ଏହା ଗବେଷକ ଏବଂ ବିଜ୍ଞାନୀମାନଙ୍କୁ ରାସାୟନିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଏବଂ ଭୌତିକ ପରିବର୍ତ୍ତନ ସମୟରେ ନିର୍ଗତ କିମ୍ବା ଶୋଷିତ ଉଷ୍ମାର ପରିମାଣ ସଠିକ୍ ଭାବରେ ମାପ କରିବାରେ ସକ୍ଷମ କରେ। ପ୍ରକ୍ରିୟାର ଉଷ୍ମାଗତିକ ବୁଝିବା, କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଶକ୍ତି ପ୍ରଣାଳୀ ଡିଜାଇନ୍ କରିବା, ଏବଂ ନୂତନ ପଦାର୍ଥ ବିକାଶ କରିବା ପାଇଁ ଏହି ସୂଚନା ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ।

କ୍ୟାଲୋରିମିଟ୍ରିର ବ୍ୟବହାର#

କ୍ୟାଲୋରିମିଟ୍ରି ହେଉଛି ରାସାୟନିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଏବଂ ଭୌତିକ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ଉଷ୍ମା ପରିବର୍ତ୍ତନ ମାପ କରିବାର ବିଜ୍ଞାନ। ଏହା ରସାୟନ ବିଜ୍ଞାନ, ଜୀବ ବିଜ୍ଞାନ, ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନ, ଏବଂ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ବିଜ୍ଞାନ ସମେତ ବିଭିନ୍ନ କ୍ଷେତ୍ରରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। କ୍ୟାଲୋରିମିଟ୍ରିର କେତେକ ବ୍ୟବହାର ଏଠାରେ ଦିଆଯାଇଛି:

1. ପ୍ରତିକ୍ରିୟାର ଉଷ୍ମା ନିର୍ଧାରଣ:

• ରାସାୟନିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ସମୟରେ ଘଟୁଥିବା ଉଷ୍ମା ପରିବର୍ତ୍ତନ ନିର୍ଧାରଣ କରିବା ପାଇଁ କ୍ୟାଲୋରିମିଟ୍ରି ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ପ୍ରତିକ୍ରିୟାର ଉଷ୍ମାଗତିକ ବୁଝିବା ଏବଂ ସେମାନଙ୍କର ସ୍ପୋଣ୍ଟେନିଟି ଭବିଷ୍ୟବାଣୀ କରିବା ପାଇଁ ଏହି ସୂଚନା ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ।

2. ବିଶିଷ୍ଟ ଉଷ୍ମା ଧାରିତା ମାପ:

• ପଦାର୍ଥର ବିଶିଷ୍ଟ ଉଷ୍ମା ଧାରିତା ମାପ କରିବା ପାଇଁ କ୍ୟାଲୋରିମିଟ୍ରି ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ବିଶିଷ୍ଟ ଉଷ୍ମା ଧାରିତା ହେଉଛି ଏକ ଗ୍ରାମ୍ ପଦାର୍ଥର ତାପମାତ୍ରା ଏକ ଡିଗ୍ରୀ ସେଲ୍ସିୟସ୍ ବୃଦ୍ଧି କରିବା ପାଇଁ ଆବଶ୍ୟକ ଉଷ୍ମାର ପରିମାଣ।

3. ଏନ୍ଥାଲ୍ପି ପରିବର୍ତ୍ତନ ନିର୍ଧାରଣ:

• ଦଶା ପରିବର୍ତ୍ତନ (ତରଳିବା, ଜମାଟ ବାନ୍ଧିବା, ବାଷ୍ପୀଭବନ, ଏବଂ ଘନୀଭବନ) ଏବଂ ରାସାୟନିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଭଳି ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ଏନ୍ଥାଲ୍ପି ପରିବର୍ତ୍ତନ ନିର୍ଧାରଣ କରିବା ପାଇଁ କ୍ୟାଲୋରିମିଟ୍ରି ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।

4. ବମ୍ବ କ୍ୟାଲୋରିମିଟ୍ରି:

• ବମ୍ବ କ୍ୟାଲୋରିମିଟ୍ରି ହେଉଛି ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ କୌଶଳ ଯାହା ଇନ୍ଧନ ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ପଦାର୍ଥର ଦହନର ଉଷ୍ମା ମାପ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ଇନ୍ଧନ ଏବଂ ଖାଦ୍ୟର ଶକ୍ତି ବିଷୟବସ୍ତୁ ନିର୍ଧାରଣ କରିବାରେ ଏହା ବ୍ୟାପକ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।

5. ଡିଫରେନ୍ସିଆଲ୍ ସ୍କାନିଂ କ୍ୟାଲୋରିମିଟ୍ରି (DSC):

• DSC ହେଉଛି ଏକ କୌଶଳ ଯାହା ଏକ ନମୁନା ତାପମାତ୍ରା ପରିବର୍ତ୍ତନ ଅନୁଭବ କରୁଥିବା ସମୟରେ ତା’ର ଭିତରକୁ କିମ୍ବା ବାହାରକୁ ଉଷ୍ମା ପ୍ରବାହ ମାପ କରେ। ଦଶା ପରିବର୍ତ୍ତନ, କାଚ ସଂକ୍ରମଣ, ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ତାପୀୟ ଘଟଣା ଅଧ୍ୟୟନ କରିବା ପାଇଁ ଏହା ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।

6. ଆଇସୋଥର୍ମାଲ୍ ଟାଇଟ୍ରେସନ୍ କ୍ୟାଲୋରିମିଟ୍ରି (ITC):

• ITC ହେଉଛି ଏକ କୌଶଳ ଯାହା ଦ୍ରବଣରେ ଅଣୁମାନଙ୍କର ବାନ୍ଧନ ସମୟରେ ଘଟୁଥିବା ଉଷ୍ମା ପରିବର୍ତ୍ତନ ମାପ କରେ। ପ୍ରୋଟିନ୍, ନ୍ୟୁକ୍ଲିକ୍ ଏସିଡ୍, ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ବାୟୋମୋଲିକ୍ୟୁଲ୍ ମଧ୍ୟରେ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା ଅଧ୍ୟୟନ କରିବା ପାଇଁ ଏହା ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।

7. ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କ୍ୟାଲୋରିମିଟ୍ରି:

• ରାସାୟନିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ସହିତ ଜଡିତ ଉଷ୍ମା ପରିବର୍ତ୍ତନ ମାପ କରିବା ପାଇଁ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କ୍ୟାଲୋରିମିଟ୍ରି ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ଏହା ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପ୍ରଣାଳୀ ଏବଂ ଉଷ୍ମାଗତିକ ବିଷୟରେ ଅନ୍ତର୍ଦୃଷ୍ଟି ପ୍ରଦାନ କରେ।

8. ଜୀବ ବିଜ୍ଞାନରେ କ୍ୟାଲୋରିମିଟ୍ରି:

• ଜୀବିତ ଜୀବମାନଙ୍କରେ ଚୟାପଚୟ ପ୍ରକ୍ରିୟା, ଏନଜାଇମ୍ କାଇନେଟିକ୍ସ, ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଶକ୍ତି ସମ୍ବନ୍ଧୀୟ ଘଟଣା ଅଧ୍ୟୟନ କରିବା ପାଇଁ ଜୀବ ବିଜ୍ଞାନରେ କ୍ୟାଲୋରିମିଟ୍ରି ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।

9. ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନରେ କ୍ୟାଲୋରିମିଟ୍ରି:

• ପଦାର୍ଥର ଦଶା ପରିବର୍ତ୍ତନ, ତାପୀୟ ଧର୍ମ, ଏବଂ ଉଷ୍ମା ଧାରିତା ଅଧ୍ୟୟନ କରିବା ପାଇଁ ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନରେ କ୍ୟାଲୋରିମିଟ୍ରି ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।

10. ଶିଳ୍ପ ପ୍ରୟୋଗ:

• ଗୁଣବତ୍ତା ନିୟନ୍ତ୍ରଣ, ପ୍ରକ୍ରିୟା ଅପ୍ଟିମାଇଜେସନ୍, ଏବଂ ଶକ୍ତି ଦକ୍ଷତା ମୂଲ୍ୟାଙ୍କନ ଭଳି ବିଭିନ୍ନ ଶିଳ୍ପ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ କ୍ୟାଲୋରିମିଟ୍ରି ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।

ସାରାଂଶରେ, କ୍ୟାଲୋରିମିଟ୍ରି ହେଉଛି ଏକ ବହୁମୁଖୀ କୌଶଳ ଯାହା ବିଭିନ୍ନ ବୈଜ୍ଞାନିକ କ୍ଷେତ୍ରରେ ଉଷ୍ମା ପରିବର୍ତ୍ତନ ମାପ କରିବା ଏବଂ ରାସାୟନିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଏବଂ ଭୌତିକ ପ୍ରକ୍ରିୟାର ଉଷ୍ମାଗତିକ ଏବଂ ଶକ୍ତି ବିଷୟକ ଅନ୍ତର୍ଦୃଷ୍ଟି ଲାଭ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।

କ୍ୟାଲୋରିମିଟ୍ରିର ସିଦ୍ଧାନ୍ତର ସମାଧାନ କରାଯାଇଥିବା ଉଦାହରଣ#

କ୍ୟାଲୋରିମିଟ୍ରି ହେଉଛି ଉଷ୍ମା ସ୍ଥାନାନ୍ତରଣ ଏବଂ ଏହାର ମାପନର ଅଧ୍ୟୟନ। ଏକ ରାସାୟନିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କିମ୍ବା ଭୌତିକ ପରିବର୍ତ୍ତନ ସମୟରେ ଏକ ପଦାର୍ଥ କିମ୍ବା ପ୍ରଣାଳୀ ଦ୍ୱାରା ଶୋଷିତ କିମ୍ବା ନିର୍ଗତ ଉଷ୍ମାର ପରିମାଣ ନିର୍ଧାରଣ କରିବା ପାଇଁ ଏହା ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।

କ୍ୟାଲୋରିମିଟ୍ରିର ସିଦ୍ଧାନ୍ତ କହେ ଯେ ଏକ ପଦାର୍ଥ କିମ୍ବା ପ୍ରଣାଳୀ ଦ୍ୱାରା ଶୋଷିତ କିମ୍ବା ନିର୍ଗତ ଉଷ୍ମା ପରିବେଶ ଦ୍ୱାରା ଲାଭ କିମ୍ବା ହ୍ରାସ କରାଯାଇଥିବା ଉଷ୍ମା ସହିତ ସମାନ। ଏହି ସିଦ୍ଧାନ୍ତ ଏକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କିମ୍ବା ଭୌତିକ ପରିବର୍ତ୍ତନର ଉଷ୍ମା ଗଣନା କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇପାରେ।

ଉଦାହରଣ 1: ଦହନର ଉଷ୍ମା#

ମିଥେନ୍ ଗ୍ୟାସ୍ (CH4)ର 10.0 g ନମୁନା ଏକ କ୍ୟାଲୋରିମିଟରରେ ଜଳାଯାଏ। କ୍ୟାଲୋରିମିଟରରେ ଥିବା ଜଳର ତାପମାତ୍ରା 25.0 °Cରୁ 35.0 °Cକୁ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ। କ୍ୟାଲୋରିମିଟରର ଉଷ୍ମା ଧାରିତା 100 J/°C।

ମିଥେନ୍ର ଦହନର ଉଷ୍ମା ଗଣନା କରନ୍ତୁ।

ସମାଧାନ:

ଜଳ ଦ୍ୱାରା ଶୋଷିତ ଉଷ୍ମା ହେଉଛି:

$$Q_{water} = m_{water} \times C_{water} \times \Delta T$$

$$Q_{water} = (100 g)(4.18 J/g°C)(10 °C) = 4180 J$$

ମିଥେନ୍ ଦ୍ୱାରା ନିର୍ଗତ ଉଷ୍ମା ହେଉଛି:

$$Q_{methane} = -Q_{water} = -4180 J$$

ମିଥେନ୍ର ଦହନର ଉଷ୍ମା ହେଉଛି:

$$ΔH_{combustion} = \frac{Q_{methane}}{n_{methane}}$$

$$ΔH_{combustion} = \frac{-4180 J}{1 mol} = -890 kJ/mol$$

ତେଣୁ, ମିଥେନ୍ର ଦହନର ଉଷ୍ମା -890 kJ/mol। ଏହାର ଅର୍ଥ ହେଉଛି ଯେତେବେଳେ 1 mol ମିଥେନ୍ ଜଳିଯାଏ ସେତେବେଳେ 890 kJ ଉଷ୍ମା ନିର୍ଗତ ହୁଏ।

ଉଦାହରଣ 2: ତରଳୀକରଣର ଉଷ୍ମା#

0 °Cରେ ଥିବା ବରଫର 100 g ନମୁନା ଏକ କ୍ୟାଲୋରିମିଟରରେ ରଖାଯାଏ। ବରଫର ତାପମାତ୍ରା 0 °Cରୁ 10 °Cକୁ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ। କ୍ୟାଲୋରିମିଟରର ଉଷ୍ମା ଧାରିତା 100 J/°C।

ବରଫର ତରଳୀକରଣର ଉଷ୍ମା ଗଣନା କରନ୍ତୁ।

ସମାଧାନ:

ବରଫ ଦ୍ୱାରା ଶୋଷିତ ଉଷ୍ମା ହେଉଛି:

$$Q_{ice} = m_{ice} \times C_{ice} \times \Delta T$$

$$Q_{ice} = (100 g)(2.09 J/g°C)(10 °C) = 2090 J$$

କ୍ୟାଲୋରିମିଟର ଦ୍ୱାରା ନିର୍ଗତ ଉଷ୍ମା ହେଉଛି:

$$Q_{calorimeter} = -Q_{ice} = -2090 J$$

ବରଫର ତରଳୀକରଣର ଉଷ୍ମା ହେଉଛି:

$$ΔH_{fusion} = \frac{Q_{calorimeter}}{n_{ice}}$$

$$ΔH_{fusion} = \frac{-2090 J}{1 mol} = -334 J/mol$$

ତେଣୁ, ବରଫର ତରଳୀକରଣର ଉଷ୍ମା -334 J/mol। ଏହାର ଅର୍ଥ ହେଉଛି 1 mol ବରଫ ତରଳାଇବା ପାଇଁ 334 J ଉଷ୍ମା ଆବଶ୍ୟକ।

ଉଦାହରଣ 3: ବାଷ୍ପୀଭବନର ଉଷ୍ମା#

100 °Cରେ ଥିବା ଜଳର 100 g ନମୁନା ଏକ କ୍ୟାଲୋରିମିଟରରେ ରଖାଯାଏ। ଜଳର ତାପମାତ୍ରା 100 °Cରୁ 90 °Cକୁ ହ୍ରାସ ପାଏ। କ୍ୟାଲୋରିମିଟରର ଉଷ୍ମା ଧାରିତା 100 J/°C।

ଜଳର ବାଷ୍ପୀଭବନର ଉଷ୍ମା ଗଣନା କରନ୍ତୁ।

ସମାଧାନ:

ଜଳ ଦ୍ୱାରା ନିର୍ଗତ ଉଷ୍ମା ହେଉଛି:

$$Q_{water} = m_{water} \times C_{water} \times \Delta T$$

$$Q_{water} = (100 g)(4.18 J/g°C)(10 °C) = 4180 J$$

କ୍ୟାଲୋରିମିଟର ଦ୍ୱାରା ଶୋଷିତ ଉଷ୍ମା ହେଉଛି:

$$Q_{calorimeter} = -Q_{water} = -4180 J$$

ଜଳର ବାଷ୍ପୀଭବନର ଉଷ୍ମା ହେଉଛି:

$$ΔH_{vaporization} = \frac{Q_{calorimeter}}{n_{water}}$$

$$ΔH_{vaporization} = \frac{-4180 J}{1 mol} = -40.7 kJ/mol$$

ତେଣୁ, ଜଳର ବାଷ୍ପୀଭବନର ଉଷ୍ମା -40.7 kJ/mol। ଏହାର ଅର୍ଥ ହେଉଛି 1 mol ଜଳକୁ ବାଷ୍ପୀଭୂତ କରିବା ପାଇଁ 40.7 kJ ଉଷ୍ମା ଆବଶ୍ୟକ।

କ୍ୟାଲୋରିମିଟ୍ରିର ସିଦ୍ଧାନ୍ତ FAQs#

କ୍ୟାଲୋରିମିଟ୍ରି କ’ଣ? କ୍ୟାଲୋରିମିଟ୍ରି ହେଉଛି ଏକ ରାସାୟନିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କିମ୍ବା ଭୌତିକ ପରିବର୍ତ୍ତନରେ ଜଡିତ ଉଷ୍ମାର ପରିମାଣ ମାପ କରିବାର ବିଜ୍ଞାନ। ଏକ ପଦାର୍ଥର ଉଷ୍ମା ଧାରିତା, ଏକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାର ଏନ୍ଥାଲ୍ପି ପରିବର୍ତ୍ତନ, ଏବ