Esperimento Calore specifico di un solido (relazione)

Titolo: Calore specifico di un solido

Scopo: Misurare il calore specifico di alcuni oggetti di materiale diverso

Strumenti adoperati:

Calorimetro delle mescolanze

200 gr di acqua

Becher

Termometro (sensibilità 0.2 °C, portata 50 °C)

Termometro 2 (sensibilità 0.2 °C, portata 100 °C)

Piastra elettrica

Spago

Principi teorici:

Il calore specifico di una sostanza è definito come la quantità di calore necessaria per aumentare di 1 kelvin la temperatura di un'unità di massa (generalmente un grammo o un chilogrammo) del materiale. Una grandezza analoga è il calore specifico molare definito come la quantità di calore necessaria per aumentare di 1 kelvin (K) la temperatura di una mole di materiale. Esistono due modi per esprime il calore specifico per lo stato aeriforme: il calore specifico a pressione costante, simboleggiato con C_p, e il calore specifico a volume costante, C_v. Mentre per la materia in fase condensata C_p e C_v sono praticamente coincidenti, per un aeriforme, invece, il calore specifico a pressione costante differisce da quello a volume costante per il lavoro di espansione. Il teorema di equipartizione dell'energia permette di calcolare agevolmente il calore specifico di un gas con comportamento ideale, su basi di meccanica classica.

Procedimento

Versiamo nel calorimetro delle mescolanze una quantità di acqua M1

Misuriamo la temperatura di questa massa d’acqua.

Si versa una quantità di acqua M2 in un becher e la si porta alla temperatura di 95 °C con l’uso di una piastra elettrica.

In questa quantità di acqua immergiamo il nostro campione, mantenendolo per l’estremità di un filo di spago, e una volta che il nostro campione avrà temperatura uguale a quella dell’acqua, lo estraiamo e lo depositiamo nel calorimetro delle mescolanze, chiudendo il tappo.

Aspettiamo qualche secondo per far uniformare la temperatura e annotiamo i dati della temperatura e della massa e eseguiamo i calcoli.

Calcoli

Q1 = mHO*Cs(t2-t1) = 0,250 Kg * 1 cal = (22 – 19)°C = 0,250*1*3 = 0,750 cal

Kg°C

Ex= Q1 = 0,750 cal = 0,750 = 0,31 cal

m2 (t2-t1) 0,0331 Kg(95-22)°C 2,4163 Kg°C Kg°C

Er (t1) = 0,2 = 0,010

19

Er(t2) = 1 = 0,010

95

Er(t) = Er(t2)+ Er (t1) = 0,010 + 0,010 = 0,020

Ea(Q) = Q * Er(t) = 0,750*0,020 = 0,015cal

Q1 = (0,750 0,015) cal

Er(te) = 0,2 = 0,009

22

Er(m) = 0,0001 = 0,003

0,0331

Er(t) denominatore = 0,003+0,010+0,009=0,023

Er(t2) = Er(t) + Er(t) denominatore = 0,020+0,023 = 0,042

Ea(ex) = 0,31*0,042 = 0,013 cal

Kg°C

Cs = (0,31 0,013) cal

Kg°C

Conclusione

Con questo esperimento abbiamo calcolato il calore specifico del nostro campione. Il calore specifico è la quantità di calore necessaria per innalzare di un grado centigrado la temperatura di una massa di un kg.