Turpeen kokonaislämmön määritys pommikalometrillä

Työ teoriassa

Määritys tapahtuu sijoittamalla tarkoin mitattu näytemäärä (turve) pommiin, joka täytetään hapella ja suljetaan. Pommi upotetaan tunnettuun vesimäärään, joka on lämpöeristetyssä astiassa. Mitataan alkulämpötila T1, jonka jälkeen palamisreaktio aloitetaan sähkösytytyksellä. Vapautunut lämpöenergia nostaa veden lämpötilan loppuarvoon T2. Lasketaan kokeessa vapautunut lämpöenergia.

Työn suoritus

Aluksi punnitsimme näytteen jonka laitoimme elektronirenkaan pieneen astiaan. Sitten laitoimme 2l vettä kalometriin, jonka jälkeen elektronirengas laitettiin pommikalometriin. Sytytyslanka piti olla nätteen alla siten että se ei osu näytekupin reunaan. Pommin pohjalle laitoimme 1ml ionivaihdettua vettä. Sitten ruuvasimme ulospäästöruuvin kiinni.

Olimme täyttäneet pommin hapella, 30 atm paineeseen, ja vasta sitten laitettiin se kalometriin.

Kalometrissä oli sekoittaja jonka annoimme sekoittaa vettä ensiksi 5 minuuttia, jonka jälkeen luimme alkulämpötilan. Seurasimme lämpötilaa 5min ajan ja merkkasimme lukeman 1min välein.

Pommin räjäytys

Räjäytimme pommin 6min kuluttua kun vesi oli sekoittunut 5minuuttia. Räjäytys tapahtui painamalla mustaa nappia 5 sekuntia jonka jälkeen sytytyslanka lähti palamaan. 

Sen jälkeen otimme ylös lämpötilan tulokset.

Työvälineet
Turve
Pommikalorimetri
Vaaka

Työn tulokset

Alkulämpötila ⁰C

1 min - 26, 028⁰C

2 min - 26, 100⁰C

3 min - 26, 293⁰C

4 min - 26, 275⁰C

5 min - 26, 262⁰C

Räjäytyksen jälkeinen lämpötila ⁰C

45s - 27, 027⁰C

60s - 27, 180⁰C

75s - 27, 416⁰C

90s - 27, 500⁰C

105s - 27, 574⁰C

2 min - 27, 640⁰C

3 min - 27, 809⁰C

4 min - 27, 874⁰C

5 min - 27, 886⁰C

6 min - 27, 887⁰C

Lämpötila ero t = 1,859⁰C

Näytteen lämpöarvon määritys

Hg=näytteen kokonaislämpö cal/g

W=kalometrin astiavakio cal/⁰C = 2416,6 cal/⁰C

m= näytteen massa g

t=todellinen lämpötilan nousu ⁰C

Hg=(t*W)/m

Hg=(1,859x2416,6)/0,959 = 4684,52

Astiavakion määritys 

W=(H*m)/t

W=kalometrin astiavakio cal/⁰C

H=turpeen lämpöarvo cal/g

m=näytteen massa g

t=todellinen lämpötilan nousu ⁰C

W=(4684,52*0,959)/1,859=2416,6 cal/⁰C

Motivalla turpeen lämpöarvo on 21,3 MJ/kg ja me saimme 4684,52 cal/g