Kalorimetri: Sıcak ve Soğuğu Karıştırma
1 · Tahmin Et
Sıcak bir alüminyum blok daha soğuk suya bırakılıyor. Aynı başlangıç sıcaklığında daha büyük bir alüminyum blok (daha fazla kütle) kullanırsanız, son denge sıcaklığı artar mı yoksa azalır mı?
- Daha büyük bir sıcak blok nihai denge sıcaklığını yükseltir.
- Daha büyük bir sıcak blok, nihai denge sıcaklığını düşürür.
- Nihai sıcaklık alüminyum bloğun kütlesine bağlı değildir.
2 · Kurulum
- Sıcak-soğuk karışım ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. 290 K sıcaklıktaki (gövde1) 1 kg su, 400 K sıcaklıktaki (gövde2) alüminyum blokla karışacaktır.
- Denge sıcaklığı okumasını etkinleştirin.
- Her deneme için alüminyum bloğun kütlesini ayarlayın ve denge sıcaklığını kaydedin.
3 · Veri Toplayın
| Alüminyum kütlesi m₂ (kg) | Denge sıcaklığı T_eq (K) |
|---|---|
| 0.30 | |
| 0.50 | |
| 0.80 |
Üç denemeniz için denge sıcaklığı T_eq (y ekseni) ile alüminyum kütlesi m₂ (x ekseni) grafiğini çizin.
4 · Analiz et
- Bir deneme için, su m₁ = 1 kg, c₁ = 4186 J/(kg·K), T₁ = 290 K ve alüminyum c₂ = 900 J/(kg·K) kullanarak T_eq = (m₁c₁T₁ + m₂c₂T₂) / (m₁c₁ + m₂c₂) değerini hesaplayın, T₂ = 400 K. Tabloyla karşılaştırın.
- Sıcak bloğun kütlesinin arttırılmasının, özgül ısısı (900 J/(kg·K)) suyunkinden (4186 J/(kg·K)) çok daha düşük olmasına rağmen neden denge sıcaklığını daha yüksek hale getirdiğini açıklayın.
5 · Uzat
- Su, çoğu malzemeyle karşılaştırıldığında alışılmadık derecede yüksek bir özgül ısıya sahiptir. Bu deneyle aynı enerji dengesi fikrini kullanarak kıyı iklimlerinin neden iç bölgelere göre daha hafif sıcaklık dalgalanmalarına sahip olduğunu açıklayın.
- ...(çevreye kayıp olmadığı varsayılarak enerji korunumu).
Bu Deneyin Arkasındaki Fizik
Kalorimetrik Denge Sıcaklığı
İki cisim, çevreye herhangi bir kayıp vermeden ısı alışverişinde bulunduğunda, ağırlıklı ortalama bir sıcaklığa sabitlenirler; bu sıcaklık, yalnızca kütlesiyle değil, her bir cismin ısı kapasitesi m·c ile ağırlıklandırılır.
Termodinamik
- İdeal Gaz Yasası: Basınç, Hacim ve Sıcaklık
- Kinetik Teori: Sıcaklık ve Moleküler Hız
- İzotermal Sıkıştırma: Sabit Sıcaklıkta Yapılan İş
- İzobarik Isıtma: Sabit Basınçta Genleşme
- İzokorik Isıtma: Sabit Hacimde Basınç Artışı
- Adyabatik Genişleme: Isı Kaybı Olmadan Soğutma
- Termal İletim: Bir Çubuktan Isı Akışı
- Carnot Çevrimi: Mümkün Olan Maksimum Motor Verimliliği
- Otto Çevrimi: Benzinli Motorun İdealleştirilmiş Modeli
- Ters Carnot Döngüsü: Bir Buzdolabı
- Stirling Çevrimi: Rejenerasyonlu İzotermal Bacaklar
- Tersinir İzotermal Genişlemede Entropi Değişimi
138 Ücretsiz Yazdırılabilir Fizik Laboratuvarı Çalışma Kağıdı