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Determinazione numerica del Cl di fusione del ghiaccio

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Obiettivo: determinazione numerica del Cl di fusione del ghiaccio

Materiale: calorimetro, cilindro graduato, ghiaccio, termometro calorimetro [(-l0,0;+50,0)0,1]°C, termometro [(-l0,0;+50,0)0,1]°C, acqua

Descrizione Esperimento

Abbiamo inserito nel calorimetro una massa nota di cubetti di ghiaccio (la loro temperatura è di 0°C perché sono stati prelevati dal frigorifero). Intanto nel cilindro graduato abbiamo inserito 100+1 cm3 di acqua calda. Dato che ci serve la massa dell’acqua, la possiamo calcolare con la formula M=DxV quindi sapendo che DH20=1g/cm3 eseguiamo il calcolo

M = 1 g/cm3 x 100+1 cm3 = 100+1 g

Con il termometro che abbiamo a disposizione leggiamo la temperatura dell’acqua. Successivamente rovesciamo l’acqua nel calorimetro e leggiamo con il termometro la temperatura di equilibrio (te) quando il ghiaccio è completamente sciolto. In questo caso l’acqua cede calore al ghiaccio, quindi dovrebbe valere la regola

Qass = Qced

Supponendo che il ghiaccio sia H2O eseguiamo i calcoli per la verifica:

Qass = Csh2o x Mghiaccio x Δt = 4,186 J/g°C x 25,30 g x 16,5°C = 1747,4 J

Qced = Csh2o x Mh2o x Δt = 4,186 J/g°C x 100 g x 24,9°C = 10423,14 J

Notiamo che i 2 risultati non sono uguali, perché abbiamo supposto che il ghiaccio fosse acqua. Questo vuol dire che dell’energia è stata utilizzata per il passaggio di stato. Quindi:

Qass = Qced

Csh2o x Mghiaccio x Δt = Csh2o x Mh2o x Δt

Csh2o x Mghiaccio x Δt + X = Csh2o x Mh2o x Δt

X = QcedQass

Se eseguiamo il calcolo

ΔQ = 10423,14 J - 1747,4 J = 8675,74 J

Sapendo che Q = Cl x M troviamo la formula inversa Cl = ΔQ/M

Cl = ΔQ/M = 8675,74 J / 25,30 g = 343 J/g

Tabella

Mg

tg

Mh2o

Th2o

te

Csh2o

Qa

Qc

ΔQ

ΔQ/Mg

23,72

0,0+0,1

100+1

38,5+0,1

12,0+0,1

4,186

1493

11092

9599

323

25,99

0,0+0,1

100+1

40,2+0,1

14,5+0,1

4,186

1588

10716

9128

351

28,94

0,0+0,1

100+1

48,3+0,1

20,0+0,1

4,186

2423

11846

9423

326

25,30

0,0+0,1

100+1

41,4+0,1

16,5+0,1

4,186

1747

10423

8675

343

D   g

D   °C

I   g

D   °C

D   °C

D   J/g°C

I   J

I   J

I   J

I   J/g

Conclusione

Il Cl della fusione del ghiaccio è 343 J/g. C’è una discordanza con il valore effettivo rispetto a quello trovato sperimentalmente perché non sono stati calcolati gli errori di misura e nella tabella viene utilizzata acqua distillata.





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