Calorimetrie: heet en koud mengen

1 · Voorspel

Een heet aluminiumblok wordt in koeler water geworpen. Als je een groter aluminiumblok (meer massa) met dezelfde begintemperatuur gebruikt, gaat de uiteindelijke evenwichtstemperatuur dan omhoog of omlaag?

• Een groter heet blok brengt de evenwichtstemperatuur hoger.
• Een groter heet blok brengt de evenwichtstemperatuur lager.
• De eindtemperatuur hangt niet af van de massa van het aluminiumblok.

2 · Opstelling

1. Open de voorinstelling hot-cold-mix en druk op Herstel. 1 kg water van 290 K (body1) mengt met een aluminiumblok van 400 K (body2).
2. Zet de aflezing van de evenwichtstemperatuur aan.
3. Stel voor elke meting de massa van het aluminiumblok in en noteer de evenwichtstemperatuur.

3 · Verzamel gegevens

Zet voor je drie metingen de evenwichtstemperatuur T_eq (y-as) uit tegen de aluminiummassa m₂ (x-as).

4 · Analyseer

1. Reken voor één meting T_eq = (m₁c₁T₁ + m₂c₂T₂) / (m₁c₁ + m₂c₂) uit met water m₁ = 1 kg, c₁ = 4186 J/(kg·K), T₁ = 290 K, en aluminium c₂ = 900 J/(kg·K), T₂ = 400 K. Vergelijk met de tabel.
2. Leg uit waarom een grotere massa van het hete blok de evenwichtstemperatuur omhoog trekt, ook al is zijn soortelijke warmte (900 J/(kg·K)) veel lager dan die van water (4186 J/(kg·K)).

5 · Verdiep

1. Water heeft een ongebruikelijk hoge soortelijke warmte vergeleken met de meeste materialen. Leg, met dezelfde energiebalans als in dit experiment, uit waarom kustklimaten doorgaans mildere temperatuurschommelingen hebben dan gebieden landinwaarts.
2. De warmte die het aluminiumblok verliest zou exact gelijk moeten zijn aan de warmte die het water opneemt (energiebehoud, uitgaande van geen verliezen aan de omgeving). Controleer dit voor één meting met Q = mcΔT voor elk lichaam.

De natuurkunde achter dit experiment

← Terug naar experiment

138 gratis printbare labwerkbladen voor natuurkunde