Die Kalorimetrie ist die Wissenschaft, die sich mit der Messung der W rmemenge befasst, die bei chemischen Reaktionen, physikalischen Ver nderungen oder der W rmekapazit t beteiligt ist. Sie quantifiziert den W rmeaustausch in Prozessen und liefert wesentliche Daten ber die dabei auftretenden Energie nderungen. Die Kalorimetrie bestimmt die W rmekapazit t von Substanzen und zeigt, wie verschiedene Materialien auf W rme reagieren. Sie misst auch die Enthalpie nderungen bei chemischen Reaktionen und zeigt, ob diese exotherm oder endotherm sind. Zudem untersucht die Kalorimetrie Phasen berg nge wie Schmelzen, Sieden oder Sublimieren, indem sie die aufgenommene oder abgegebene W rme misst. Die aus der Kalorimetrie gewonnenen Daten k nnen verwendet werden, um andere thermodynamische Eigenschaften wie Entropie und Gibbs'sche freie Energie abzuleiten, was ein umfassendes Verst ndnis des Verhaltens eines Systems bietet. Das grundlegende Prinzip beinhaltet die Verwendung eines Kalorimeters, um den W rmeaustausch durch berwachung der Temperatur nderungen genau zu messen, was in Bereichen wie Chemie, Physik, Biologie und Ingenieurwesen von entscheidender Bedeutung ist.

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Die Umwandlung von Arbeit in Energie wird durch die Erzeugung von W rme durch Reibung untersucht. Dazu wird ein Metallband um einen Zylinder gewickelt, der Wasser und ein Thermometer enth lt. Durch Drehen der Kurbel entsteht durch Reibung W rme, die zur Erw rmung des Wassers f hrt. Wenn die aufgebrachte Kraft, die Anzahl der Umdrehungen und der Radius des Zylinders gemessen werden, kann die zur ckgelegte Strecke gesch tzt werden, was wiederum die Energie als das Produkt aus Kraft und Strecke erm glicht.

(ID 1884)

Wenn eine Probe bei einer bestimmten Temperatur in ein Glas Wasser mit niedrigerer Temperatur eingetaucht wird, wird ein Temperaturanstieg des Wassers beobachtet. Dieser Anstieg h ngt von der spezifischen W rmekapazit t und der Masse der Probe ab:

die Der Flüssigkeit oder dem Feststoff zugeführte Wärme ($\Delta Q$) ist in Beziehung zu die Temperaturschwankungen ($\Delta T$) und die Wärmekapazität ($C$) wie folgt:

Wobei die Wärmekapazität ($C$) durch der Spezifische Wärme ($c$) und die Masse ($M$) gem folgender Beziehung ersetzt werden kann:

Daher erhalten wir:

(ID 15809)

Wenn ein Gas erhitzt wird, h ngt die W rmekapazit t davon ab, wie dies geschieht. Eine M glichkeit besteht darin, das Volumen konstant zu halten, d.h. das Volumen bleibt festgelegt, w hrend das System einem h heren oder niedrigeren Druck ausgesetzt wird:

die Wärmekapazität ($C$) in Feststoffen und Fl ssigkeiten kann als eine Konstante $C$ betrachtet werden, die die nderung von die Der Flüssigkeit oder dem Feststoff zugeführte Wärme ($\Delta Q$) und die Variación de Temperature ($\Delta T$) durch die Gleichung verkn pft:

Im Fall, dass der Volumen ($V$) konstant ist, ist die Volumenvariation ($\Delta V$) gleich null:

$dV = 0$

und in diesem Fall ist die Änderung der inneren Energie ($dU$) gleich der Differential ungenau Wärme ($\delta Q$):

$dU = \delta Q$

Im Fall eines Gases h ngt der Zustand von die Absolute Temperatur ($T$), die Druck ($p$) und der Volumen ($V$) ab. Daher h ngt die Temperaturerh hung davon ab, ob das Volumen oder der Druck konstant gehalten wird, wenn W rme hinzugef gt wird. Im ersten Fall spricht man von die Wärmekapazität bei konstantem Volumen ($C_V$) und bezeichnet es als $C_V$, und die Beziehung lautet wie folgt:

Wobei die Wärmekapazität bei konstantem Volumen ($C_V$) durch der Spezifische Wärme von Gasen bei konstantem Volumen ($c_V$) und die Masse ($M$) gem folgender Beziehung ersetzt werden kann:

Daher erhalten wir:

(ID 11190)

Wenn ein Gas erhitzt wird, h ngt die W rmekapazit t davon ab, wie dies geschieht. Eine M glichkeit ist bei konstantem Druck, bei der das Volumen so ver ndert wird, dass der Druck konstant bleibt:

die Wärmekapazität ($C$) in Feststoffen und Fl ssigkeiten kann als eine Konstante $C$ betrachtet werden, die die nderung von ERROR:8085 und die Variación de Temperature ($\Delta T$) durch die Gleichung verkn pft:

Im Fall eines Gases h ngt der Zustand von die Absolute Temperatur ($T$), die Druck ($p$) und der Volumen ($V$) ab. Daher h ngt die Temperaturerh hung davon ab, ob das Volumen oder der Druck konstant gehalten wird, wenn W rme hinzugef gt wird. Im ersten Fall spricht man von die Wärmekapazität bei konstantem Druck ($C_p$) und bezeichnet es als $C_p$, und die Beziehung lautet wie folgt:

Wobei die Wärmekapazität bei konstantem Druck ($C_p$) durch der Spezifische Wärme bei konstantem Druck ($c_p$) und die Masse ($M$) gem folgender Beziehung ersetzt werden kann:

Daher erhalten wir:

(ID 11189)

(ID 15303)