Kalorimetrija: miješanje vrućeg i hladnog

1 · Predviđanje

Vrući blok aluminija ispušta se u hladniju vodu. Ako koristiš veći blok aluminija (veću masu) na istoj početnoj temperaturi, ide li konačna temperatura ravnoteže gore ili dolje?

• Veći vrući blok diže konačnu temperaturu ravnoteže.
• Veći vrući blok spušta konačnu temperaturu ravnoteže.
• Konačna temperatura ne ovisi o masi aluminijevog bloka.

2 · Postava

1. Otvori postav hot-cold-mix i pritisni Resetiraj. 1 kg vode na 290 K (body1) miješat će se s blokom aluminija na 400 K (body2).
2. Omogući očitanje temperature ravnoteže.
3. Postavi masu bloka aluminija za svaki pokušaj i zabilježi temperaturu ravnoteže.

3 · Prikupljanje podataka

Nacrtaj temperaturu ravnoteže T_eq (y-os) naspram mase aluminija m₂ (x-os) za svoja tri pokušaja.

4 · Analiza

1. Za jedan pokušaj izračunaj T_eq = (m₁c₁T₁ + m₂c₂T₂) / (m₁c₁ + m₂c₂) koristeći voda m₁ = 1 kg, c₁ = 4186 J/(kg·K), T₁ = 290 K, i aluminij c₂ = 900 J/(kg·K), T₂ = 400 K. Usporedi s tablicom.
2. Objasni zašto povećanje mase vrućeg bloka vuče temperaturu ravnoteže više, iako je njegov specifični toplinski kapacitet (900 J/(kg·K)) mnogo niži od vode (4186 J/(kg·K)).

5 · Proširenje

1. Voda ima neobično visok specifični toplinski kapacitet u usporedbi s većinom materijala. Objasni zašto obalna klima teži blažim promjenama temperature od kontinentalne, koristeći istu ideju energetske ravnoteže kao ovaj pokus.
2. Toplina izgubljena od bloka aluminija trebala bi točno odgovarati toplini koju je voda primila (očuvanje energije, uz pretpostavku da nema gubitaka u okolinu). Za jedan pokušaj potvrdi to koristeći Q = mcΔT za svako tijelo.

Fizika iza ovog pokusa

← Natrag na pokus

138 besplatnih radnih listova iz fizike za ispis