Comment utiliser un calorimètre ?

Le calorimètre est un appareil de mesure de la chaleur. De nombreux élèves utilisent des calorimètres dans leurs expériences de projets scientifiques où ils doivent mesurer la capacité thermique ou la chaleur spécifique d’une substance. Un calorimètre est généralement utilisé pour mesurer la quantité d’énergie thermique et l’utilise ensuite pour calculer la chaleur spécifique d’une substance ou d’autres informations liées à la chaleur.
Les calorimètres comprennent deux parties distinctes. L’une concerne la partie externe, c’est à dire le corps de l’appareil et l’autre, comme un réceptacle à intérieur du corps. Une couche d’air se trouve entre la paroi du corps et l’extérieur, cette dernière fonctionne comme un isolant thermique, de sorte qu’il n’y a pas ou très peu d’échange de chaleur entre le réceptacle intérieur et l’extérieur.

Il contient également un thermomètre et un agitateur. Le thermomètre est utilisé pour mesurer la température du liquide (généralement de l’eau) dans le récipient intérieur. L’agitateur est utilisé pour remuer le liquide et bien répartir la chaleur dans le récipient.

Les calorimètres ont un anneau en fibre qui maintient le récipient intérieur suspendu au centre du récipient extérieur. L’anneau de fibres est fait d’un matériau fibreux isolant.

Enfin, chaque calorimètre possède un couvercle isolant avec des trous pour la tige d’agitation et le thermomètre.

Comment assembler votre calorimètre ?

Vous pouvez parcourir notre comparatif pour trouver le meilleur calorimètre, mais vous pouvez également fabriquer cet appareil vous-même. Commencez par assembler le corps et le réceptacle intérieur. Placez l’anneau de fibre dans le grand récipient, puis insérez le petit récipient au centre de l’anneau de fibre.

Insérez le thermomètre dans le trou central du couvercle ou du couvercle isolant ; positionnez-le de telle sorte que lorsque vous fermez le couvercle, le bulbe du thermomètre se trouve au centre du récipient inférieur, à environ un pouce du fond.

Insérez la tige d’agitation et fixez la poignée de la tige isolante.

Comment utiliser votre calorimètre pour réaliser des mesures sur du métal ?

Remplissez le récipient intérieur avec 125 ml d’eau. Fermez le couvercle et laissez-le pendant environ 30 minutes à température ambiante. À ce moment, le bulbe du thermomètre doit être dans l’eau. (Si ce n’est pas le cas, poussez le thermomètre plus bas). Au bout de 30 minutes, lisez et notez la température de l’eau.

Remplissez une éprouvette de moitié avec des clous en métal (inox ou fer). Pesez et notez le poids des clous. Placez l’éprouvette avec les clous dans de l’eau bouillante pendant environ 10 minutes. Cela permettra aux clous d’atteindre une température de 100ºC.

Ouvrez le couvercle du calorimètre et transférez les clous dans le récipient intérieur. Fermez immédiatement le couvercle. Déplacez l’agitateur de haut en bas et lisez la température. Enregistrez la température la plus élevée. Ce sera la température finale de l’eau et des clous.

Calculez l’augmentation de la température de l’eau et la perte de température des clous en fer.

Multipliez l’augmentation de la température de l’eau par 125, ce qui correspond aux 125ml d’eau, cela servira à calculer le transfert total de chaleur en calories.

Divisez le transfert de chaleur total par la perte de température du fer, enfin,divisez les résultats par le poids du métal pour calculer la chaleur spécifique du fer.