Kalorimetri: Att blanda varmt och kallt

1 · Förutsäg

Ett varmt aluminiumblock tappas i kallare vatten. Om du använder ett större aluminiumblock (mer massa) med samma starttemperatur, går den slutliga jämviktstemperaturen upp eller ner?

• Ett större varmt block höjer den slutliga jämviktstemperaturen.
• Ett större varmt block sänker den slutliga jämviktstemperaturen.
• Sluttemperaturen beror inte av aluminiumblockets massa.

2 · Uppbyggnad

1. Öppna förinställningen Blandning av varmt och kallt och tryck på Återställ. 1 kg vatten vid 290 K (body1) blandas med ett aluminiumblock vid 400 K (body2).
2. Aktivera avläsningen av jämviktstemperaturen.
3. Ställ in aluminiumblockets massa för varje försök och notera jämviktstemperaturen.

3 · Samla data

Rita jämviktstemperaturen T_eq (y-axeln) mot aluminiummassan m₂ (x-axeln) för dina tre försök.

4 · Analysera

1. Beräkna för ett försök T_eq = (m₁c₁T₁ + m₂c₂T₂) / (m₁c₁ + m₂c₂) med vatten m₁ = 1 kg, c₁ = 4186 J/(kg·K), T₁ = 290 K, och aluminium c₂ = 900 J/(kg·K), T₂ = 400 K. Jämför med tabellen.
2. Förklara varför en ökad massa hos det varma blocket drar jämviktstemperaturen högre, även om dess specifika värmekapacitet (900 J/(kg·K)) är mycket lägre än vattnets (4186 J/(kg·K)).

5 · Utvidga

1. Vatten har ovanligt hög specifik värmekapacitet jämfört med de flesta material. Förklara varför kustklimat tenderar att ha mildare temperatursvängningar än inlandet, med samma energibalansidé som detta experiment.
2. Värmen som aluminiumblocket förlorar ska exakt motsvara värmen som vattnet får (energibevarande, förutsatt inga förluster till omgivningen). Verifiera detta för ett försök med Q = mcΔT för varje kropp.

Fysiken bakom det här experimentet

← Tillbaka till experimentet

138 gratis utskrivbara labblad i fysik