Calorimetria ed equilibrio termico - Trovare l'equivalente in acqua del calorimetro (parte 1) e il calore specifico di vari materiali solidi, usando l

Scopo dell'esperienza

Trovare l'equivalente in acqua del calorimetro (parte 1) e il calore specifico di vari materiali solidi, usando l'equivalente in acqua del calorimetro (parte 2)

Strumenti di misura

Materiali / Attrezzatura

300ml acqua a temperatura ambiente (22^oC) nel becher per ogni parte dell'esperimento

300ml acqua nel calorimetro a temperatura ambiente (22^oC) per ogni parte dell'esperimento

Asta di sostegno;

Corde di sostegno in so;

Canovaccio;

Piastra di calore

1 oggetto di metallo del peso di 30.3 g., annodato allo so

1 oggetto di materiale trasparente del peso di 4.6 g., annodato allo so

schema di montaggio oggetto 1 oggetto 2

Riferimenti teorici

Teorie: Calorimetria, Termodinamica e Teoria degli errori

Principi: Primo e secondo principio della termodinamica, trasferimento di calore (conduzione, conone e irraggiamento), legge di raffreddamento di Newton e principio zero della termodinamica

Concetti: Temperatura, massa, lavoro,  calore e calore specifico

Descrizione procedimento o evento

Prima parte

Versare 300ml di acqua a temperatura ambiente in un becher

Versare 300ml di acqua a temperatura ambiente nel calorimetro

Riscaldare i 300ml di acqua contenuta nel becher fino a 70C°,  utilizzando una piastra di

calore

Versare i 300ml di acqua riscaldati nel calorimetro

Calcolare il calore ceduto dall'acqua riscaldata

Calcolare il calore assorbito dall'acqua contenuta nel calorimetro

Seconda parte

Versare 300ml di acqua a temperatura ambiente in un becher

Versare 300ml di acqua a temperatura ambiente nel calorimetro

Immergere i due oggetti da esaminare nel becher;  

Riscaldare i 300ml di acqua contenuta nel becher contenente gli oggetti, fino a 90C°, utilizzando una piastra di calore

Trasferire il primo oggetto caldo nel calorimetro

Calcolare la temperatura ceduta dal primo oggetto e quella acquistata dall'acqua del calorimetro

Togliere il primo oggetto dal calorimetro e trasferire il secondo oggetto dal becher al calorimetro

Calcolare la temperatura ceduta dal secondo oggetto e quella acquistata dall'acqua del calorimetro

Domanda Guida : Qual è l'equivalente in acqua del calorimetro? (parte 1)

I calori specifici trovati corrispondono a quelli di alcuni materiali noti? (parte 2)

Raccolta dati

Temperatura acqua becher = 22 ^oC iniziale (presa dal rubinetto);

Temperatura acqua becher = 70 ^oC (dopo aver riscaldato il becher / prima parte)

Temperatura acqua calorimetro = 22 ^oC

Temperatura acqua becher = 90 ^oC (dopo aver riscaldato il becher / seconda parte)

Oggetto 1:  massa = 30.3 g., temperatura = 23.0 ^oC

Oggetto 2:  massa = 4.6 g. , temperatura = 24.0 ^oC

Elaborazione dati

1^ parte

Qc = c_am (T₂ - Te)

Qa = [c_am + W] (Te - T₁)

Qc = Qa

Qc= 4186 J/(kg. K )(0.3kg)(70K - 47.2°C) = 28632,24 J

W= - 119,6 J/K

Qa=[1255,8 J/K-l19,6 J/K] (25,2°C) = 28627,24 J

2^ parte

 c₁ m_ogg.1 ( T₂ - Te ) = ( c_am + W ) ( Te - T₁ )

 c₁ = (cam + W) (Te - T₁) / m_ogg.1  ( T₂ - Te )

c₂ = ( c_am + W ) ( Te - T₁ ) / m_ogg.2 (T₂-Te)

Errori 1^ parte

Qc = ca(300ml ± 10ml)(22,8°C± 2°C)

Qa= [ca(300ml ± 10ml) +W](25,2°C ± 0,4°C)

Errori 2^parte

Qc ogg 1= cogg₁(30,3g ± 0,1g)(66°C ± 2°C)

Qa ogg.1 = [ca(300ml ± 10ml) +W](23,2°C ± 0,4°C)

Qc ogg.2= cogg₂(4.6g ± 0,1g)(67°C ± 2°C)

Qa ogg.2 = [ca(300ml ± 10ml)+W](24,2 °C ± 0,4°C)

Conclusioni