Kalorimetria: kuuman ja kylmän sekoittaminen

1 · Ennusta

Kuuma alumiinilohko pudotetaan viileämpään veteen. Jos käytät suurempaa alumiinilohkoa (enemmän massaa) samalla lähtölämpötilalla, nouseeko vai laskeeko lopullinen tasapainolämpötila?

• Suurempi kuuma lohko nostaa lopullista tasapainolämpötilaa.
• Suurempi kuuma lohko laskee lopullista tasapainolämpötilaa.
• Loppulämpötila ei riipu alumiinilohkon massasta.

2 · Kokoa

1. Avaa kuumakylmasekoitus-esiasetus ja paina Nollaa. 1 kg vettä arvossa 290 K (body1) sekoittuu alumiinilohkoon arvossa 400 K (body2).
2. Ota käyttöön tasapainolämpötilan lukema.
3. Aseta alumiinilohkon massa jokaiselle suoritukselle ja kirjaa tasapainolämpötila.

3 · Kerää data

Kuvaa tasapainolämpötila T_eq (y-akseli) alumiinin massaa m₂ vasten (x-akseli) kolmelle suorituksellesi.

4 · Analysoi

1. Yhdelle suoritukselle laske T_eq = (m₁c₁T₁ + m₂c₂T₂) / (m₁c₁ + m₂c₂) arvoilla vesi m₁ = 1 kg, c₁ = 4186 J/(kg·K), T₁ = 290 K, ja alumiini c₂ = 900 J/(kg·K), T₂ = 400 K. Vertaa taulukkoon.
2. Selitä, miksi kuuman lohkon massan lisääminen vetää tasapainolämpötilaa korkeammalle, vaikka sen ominaislämpö (900 J/(kg·K)) on paljon matalampi kuin veden (4186 J/(kg·K)).

5 · Laajenna

1. Vedellä on poikkeuksellisen korkea ominaislämpö useimpiin materiaaleihin verrattuna. Selitä, miksi rannikkoseutujen ilmastot kokevat lievempiä lämpötilan vaihteluita kuin sisämaan alueet käyttäen samaa energiatasapaino-ajatusta kuin tämä koe.
2. Alumiinilohkon menettämän lämmön pitäisi olla täsmälleen yhtä suuri kuin veden saama lämpö (energian säilyminen, olettaen ettei menetyksiä ympäristöön). Yhdelle suoritukselle varmenna tämä kaavalla Q = mcΔT kummallekin kappaleelle.

Tämän kokeen fysiikka

← Takaisin kokeeseen

138 ilmaista tulostettavaa fysiikan työarkkia