La maggior parte degli studenti sa già che un cucchiaio in una tazza di schiuma di cacao si scalda, ma la tazza non lo fa perché il calore viene trasferito più facilmente al cucchiaio. Un calorimetro è anche costituito da una coppa isolante che limita il calore perso dal sistema anche più di una normale tazza di schiuma. Ciò consente agli studenti di completare esperimenti accurati di trasferimento del calore. Il calore e la temperatura non sono le stesse cose. Il calore è l'energia totale di un materiale, calcolata moltiplicando la temperatura, la massa e il calore specifico del materiale. Poiché l'energia termica viene trasferita quando si miscelano i materiali, la velocità di scambio termico tra i due materiali dipende dalla massa e dal calore specifico di ciascun materiale.

Esperimento di calorimetro di base: trasferimento di calore dell'acqua

Misura la massa del calorimetro vuoto con un equilibrio. Registrare su una tabella di dati.

Versare acqua fredda, senza ghiaccio, nel calorimetro finché non è pieno per un terzo. Trova la massa totale del calorimetro e dell'acqua fredda. Registrare la massa sulla tabella dei dati.

Metti il ​​coperchio sul calorimetro e spingi un termometro attraverso la fessura del coperchio. Assicurati che il termometro raggiunga l'acqua.

Ripeti i passaggi uno, due e tre, questa volta usando acqua calda. L'acqua calda dovrebbe essere un minimo di 50 gradi Celsius.

Versare l'acqua calda dal calorimetro nell'acqua fredda nel secondo calorimetro. Chiudere rapidamente il coperchio per ridurre la perdita di calore indesiderata.

Spingere il termometro attraverso il foro nel coperchio e osservare la temperatura dell'acqua miscelata. Quando la temperatura smette di cambiare, registra nel grafico dei dati.

Ripeti l'esperimento due volte con diverse masse d'acqua.

Completa i calcoli per trovare la massa totale di acqua calda e fredda. Calcola il cambio di temperatura dell'acqua fredda dopo la miscelazione. Ripetere con i dati dell'acqua calda.

Utilizzando queste informazioni, calcolare l'energia termica dell'acqua fredda utilizzando la seguente equazione: L'energia termica dell'acqua fredda è uguale alla massa di acqua fredda moltiplicata per il cambiamento di temperatura dell'acqua fredda, moltiplicato dal calore specifico dell'acqua che è una caloria per grammo. Ripetere con acqua calda, utilizzando i dati dell'acqua calda per determinare la sua energia termica finale.

Trovare l'energia termica dell'acqua miscelata calcolando la massa e la temperatura della miscela e moltiplicare per il calore specifico dell'acqua.

Suggerimento

Il calore specifico è la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di un grammo del materiale di un grado Celsius.
Estendere questo esperimento trasferendo le rondelle di metallo caldo in una tazza di acqua fredda tenendo presente ogni materiale ha il proprio calore specifico. Estendere aggiungendo quantità diverse o temperature iniziali di acqua calda o fredda per mostrare la temperatura e il trasferimento di calore con effetto di massa.

Avviso

Utilizzare occhiali di sicurezza e guanti resistenti al calore.