Iskolai információk
Szolgáltatás
Kísérletek IP-edzővel: THERMICS
7. A FÉMEK TÖMEGES HŐKAPACITÁSA
Fizikai elv:
A szilárd anyag tömeges hőteljesítményének meghatározásakor kalorimetrikus módszert alkalmazunk, amely a hőcsere elvén alapul. A számításnál figyelembe kell vennünk a C kaloriméter hőkapacitását, mert a folyadékfürdőn (leggyakrabban vízen) kívül a kaloriméter minden alkatrészét (azaz az edényt, a keverőt, a hőmérséklet-szondát) felmelegítik vagy hűtik . Méréskor a kalorimétert részben vízzel vagy más, m1 tömegű és t1 hőmérsékletű folyadékkal töltik meg, amelynek c1 tömegű hőteljesítménye ismert. Amikor egy t2 hőmérsékletre hevített m2 tömegű szilárd anyagot helyezünk a kaloriméterbe, amelynek tömeghőtartalmát c2-nek kell meghatározni, a test és a teljes kaloriméter-rendszer között hőcserét hajtunk végre. Ha ennek a cserének a során a környezeti hőveszteség elhanyagolható, a leírt hőcserét a Q = Q1 + Q2 egyenlet írja le (úgynevezett kalorimetrikus egyenlet), ahol Q a test által átvitt hő, Q1 a hő amelyet a víz fogad a kaloriméterben, és Q2 a hőmérő által befogadott hő.
Célja:
Határozza meg a vas, alumínium és sárgaréz tömeges hőteljesítményét.
Eszközök:
keverő kaloriméter, mérlegek, különféle fémekből készült görgők, főzőpohár, üveggolyók, víz, tűzhely, görgős fogó, két hőmérsékleti szonda, mikrokomputer átalakítóval és mérőpanellel, IP COACH program
Készítmény:
Meghatározzuk a kaloriméter hőkapacitását. Méréssel meghatározzuk a kaloriméter súlyát a dugóval és a fémhenger súlyát, amelynek hőhőkapacitását meghatározzuk. Helyezze be a hengert a kaloriméterbe, és öntsön vizet úgy, hogy teljesen elmerüljön, és a lehető legkisebb legyen a vízmennyiség. Ezután eltávolítjuk, és hagyjuk forrni egy edényben forrásban lévő vízzel, amelynek alján üveggolyók vannak. Mérje le egyszerre a kalorimétert vízzel és dugóval. A kaloriméter súlynövekedése a víz hozzáadása után megegyezik a kaloriméterben lévő víz tömegével. Helyezze a hőmérőt a mérőpanel 1. csatornájához, amely a kaloriméter fedelébe van szerelve, a kaloriméterbe. Csatlakoztasson egy második szondát a 2. csatornához a görgő hőmérsékletének méréséhez, mielőtt behelyezné a kaloriméterbe. Az 1., 2. csatornát kalibrálják a hőmérséklet mérésére, és a mérési idő 500 s.
Végrehajtás:
Kezdjük meg a hőmérséklet mérését. 150 másodperc múlva távolítsa el a hengeret a vízből, gyorsan szárítsa meg és helyezze be a kaloriméterbe. Mivel a számításokhoz fontos a kaloriméterben lévő víz hőmérséklete, amelyet közvetlenül a görgő kaloriméterbe történő behelyezése előtt mérnek, a hengeret úgy helyezzük be, hogy az 1. hőmérsékleti szonda elmerüljön. Miközben keverjük a vizet a kaloriméterben, figyeljük a hőmérsékletet a monitoron, és miután stabilizálódott, befejezzük a mérést. Az eredményeket lemezre mentjük.
ÁBRA. 1-4 Grafikon 100 g víz, 200 g és 300 g hőmérséklet függésétől a leadott hő mennyiségétől.
Jegyzet:
A kaloriméter helyett használhatunk termoszt, csak nagyon vigyáznunk kell, hogy ne törjük össze.