Kalorimetria: miešanie teplá a studena

1 · Predikuj

Teplý hliníkový blok je vhodený do chladnejšej vody. Ak použiješ väčší hliníkový blok (viac hmotnosti) pri tej istej štartovacej teplote, pôjde konečná rovnovážna teplota hore alebo dole?

• Väčší teplý blok zvyšuje konečnú rovnovážnu teplotu.
• Väčší teplý blok znižuje konečnú rovnovážnu teplotu.
• Konečná teplota nezávisí na hmotnosti hliníkového bloku.

2 · Priprav

1. Otvor predvolbu miešanie teplá a studena a stlač Resetovať. 1 kg vody pri 290 K (body1) sa zmieša s hliníkovým blokom pri 400 K (body2).
2. Zapni odčítanie rovnovážnej teploty.
3. Nastav hmotnosť hliníkového bloku pre každý pokus a zaznamenaj rovnovážnu teplotu.

3 · Zbieraj údaje

Zaznamenaj rovnovážnu teplotu T_eq (os y) verzus hmotnosť hliníka m₂ (os x) pre svoje tri pokusy.

4 · Analyzuj

1. Pre jeden pokus vypočítaj T_eq = (m₁c₁T₁ + m₂c₂T₂) / (m₁c₁ + m₂c₂) s vodou m₁ = 1 kg, c₁ = 4186 J/(kg·K), T₁ = 290 K a hliníkom c₂ = 900 J/(kg·K), T₂ = 400 K. Porovnaj s tabuľkou.
2. Vysvetli, prečo zväčšenie hmotnosti teplého bloku ťahá rovnovážnu teplotu vyššie, hoci jeho merná tepelná kapacita (900 J/(kg·K)) je oveľa nižšia než vody (4186 J/(kg·K)).

5 · Rozšír

1. Voda má neobvykle vysokú mernú tepelnú kapacitu v porovnaní s väčšinou materiálov. Vysvetli, prečo pobrežné podnebia majú tendenciu mať miernejšie teplotné výkyvy než vnútrozemské oblasti, s použitím tej istej myšlienky energetickej rovnováhy ako tento experiment.
2. Teplo stratené hliníkovým blokom by sa malo presne rovnať teplu prijatému vodou (zachovanie energie, za predpokladu strát do okolia). Pre jeden pokus to over pomocou Q = mcΔT pre každé teleso.

Fyzika za týmto experimentom

← Späť na experiment

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky