Kalorimetri: Mencampur Panas dan Sejuk

1 · Ramal

Satu blok aluminium panas dijatuhkan ke dalam air yang lebih sejuk. Jika anda menggunakan blok aluminium lebih besar (lebih banyak jisim) pada suhu permulaan yang sama, adakah suhu keseimbangan akhir naik atau turun?

• Blok panas lebih besar menaikkan suhu keseimbangan akhir.
• Blok panas lebih besar menurunkan suhu keseimbangan akhir.
• Suhu akhir tidak bergantung pada jisim blok aluminium.

2 · Susun

1. Buka praset campuran-panas-sejuk dan tekan Set semula. 1 kg air pada 290 K (body1) akan bercampur dengan satu blok aluminium pada 400 K (body2).
2. Aktifkan bacaan suhu-keseimbangan.
3. Tetapkan jisim blok aluminium bagi setiap percubaan dan rekod suhu keseimbangan.

3 · Kumpul Data

Plot suhu keseimbangan T_eq (paksi-y) melawan jisim aluminium m₂ (paksi-x) bagi tiga percubaan anda.

4 · Analisis

1. Bagi satu percubaan, kira T_eq = (m₁c₁T₁ + m₂c₂T₂) / (m₁c₁ + m₂c₂) menggunakan air m₁ = 1 kg, c₁ = 4186 J/(kg·K), T₁ = 290 K, dan aluminium c₂ = 900 J/(kg·K), T₂ = 400 K. Bandingkan dengan jadual.
2. Terangkan mengapa penambahan jisim blok panas menarik suhu keseimbangan lebih tinggi, walaupun muatan habanya (900 J/(kg·K)) jauh lebih rendah daripada air (4186 J/(kg·K)).

5 · Lanjutkan

1. Air mempunyai muatan haba tentu yang luar biasa tinggi berbanding kebanyakan bahan. Terangkan mengapa iklim pesisir cenderung mempunyai ayunan suhu lebih sederhana daripada kawasan pedalaman, menggunakan idea keseimbangan-tenaga yang sama seperti eksperimen ini.
2. Haba yang hilang daripada blok aluminium patut tepat sama dengan haba yang diperoleh air (keabadian tenaga, dengan andaian tiada kerugian kepada persekitaran). Bagi satu percubaan, sahkan ini menggunakan Q = mcΔT bagi setiap jasad.

Fizik di Sebalik Eksperimen Ini

← Kembali ke eksperimen

138 Lembaran Kerja Makmal Fizik Boleh Cetak Percuma