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Calcolo del calore specifico

Calcolo del calore specifico


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ESPERIENZA

DI

LABORATORIO





















Calcolo del calore specifico





Scopo dell’esperienza


Calcolare il calore specifico del cilindretto metallico, mediante la derivata dalla formula del calore Q = cm(ΔT) cal .


Attrezzatura


BECKER;

TERMOMETRO in gradi Celsius, con gradazione al decimo di grado;

CALORIMETRO;

CILINDRETTO DI METALLO legato ad uno so per facilitare il riscaldamento nella pentola del cilindretto.

BILANCIA ELETTROICA, che ha un errore pari al decimo di grammo.

FORNELLO ELETTRICO, per riscaldare l’acqua dove sarà immerso il cilindretto che acquisirà la temperatura del liquido.

CONTENITORE METALLICO, per contenere l’acqua calda.

CILINDRO GRADUATO, per calcolare il volume del cilindretto metallico.

CALORIMETRO

. 1 e . 2

 

. 2






CILINDRETTO IN ALLUMINIO CON SPAGO LEGATO



 






BECKER


 









Richiami teorici


CALORE SPECIFICO Q = cm(ΔT) cal

Q = calore;

c  = calore specifico;

m = massa del corpo considerato;

ΔT= variazione di temperatura.


Calcolo del volume del cilindretto per mezzo della variazione di volume che si è avuta immergendo l’oggetto in acqua e quindi possiamo risalire al materiale del cilindretto grazie alla formula della

DENSITA’  ρ = mV  grcm3

ρ = densità;

m = massa;

V = volume.


Calcolo del calore specifico del cilindretto d’alluminio mediante la formula:

cs = - [ M (Teq – Ti acqua)] [m (Teq – Ti cil)] cal(gr ·°C)


cs = calore specifico;

M = massa acqua;

m = massa cilindretto;

Teq = temperatura raggiunta dai due corpi alla fine degli scambi di     calore;

Ti acqua = temperatura iniziale acqua;

Ti cil = temperatura iniziale cilindretto, dopo essere stato immerso in acqua calda.



Descrizione


Si inizia riempiendo il becker d’acqua e pesandolo con la bilancia elettronica, dopo di questo si versa il contenuto del becker nel calorimetro chiudendolo accuratamente in modo che dopo il termometro, di cui è munito il calorimetro, misuri la temperatura dell’acqua. Dopo aver versato l’acqua si ripesa il becker e la differenza del peso iniziale e quello finale mi darà la quantità d’acqua contenuta nel calorimetro. Si misura anche il peso del cilindretto e poi lo si immerge per alcuni minuti nel contenitore pieno d’acqua calda, la cui temperatura è mantenuta costante dal fornelletto elettrico posto sotto di esso. Si deve registrare la temperatura dell’acqua che si può controllare mediante il termometro immerso applicato al contenitore. Trascorsi i minuti, nei quali il cilindretto avrà raggiunto la temperatura dell’acqua, lo si recupera velocemente mediante lo so, lo si asciuga, lo si pone all’interno del calorimetro (che conteneva già l’acqua presa con il becker) nell’apposita reticella e si chiude ermeticamente il calorimetro. Mentre si attende che terminino gli scambi di calore all’interno del calorimetro e quindi che la temperatura non salga più, si muove, mediante un apposita levetta, la retina su cui è stato posto il cilindretto in modo da facilitare lo scambio di calore tra acqua e oggetto. Ed infine si registra la temperatura di equilibrio dell’acqua e del cilindretto.



Raccolta dei dati


Beker con acqua = 318,95 gr

Beker vuoto = 116,44 gr

Peso acqua contenuta nel calorimetro 318,95 – 116,44 = 202,51 gr

Peso cilindretto metallico = 10,9 gr

Ti cilindretto = 90° C

Ti acqua = 20,8 ° C

Tf acqua con cilindretto = Te = 21,6 ° C

Cs acqua = 1 cal/ gr ·°C

V cilindretto = Vf acqua e cilindretto – Vi acqua = 39 ml – 35 ml = 4 ml = 4 cm3

ρ = 10,94 =2,72 grcm3 quindi posso dire che il cilindretto è fatto di alluminio e il cui calore specifico è 0,215 cal/ gr ·°C


Elaborazione dei dati


Qcil = cs cil · m · (Teq – Ti cil) sommo membro a

membro

Qacqua = cs acqua · M · (Teq – Ti acqua) 


cs cil · m · (Teq – Ti cil) + cs acqua · M · (Teq – Ti acqua)  (1)

La somma dei calori deve essere zero perché consideriamo il calorimetro un sistema isolato, se non accadesse questo significa che è stato ceduto del calore. Rifacendoci all’equazione (1) si trova che la formula del calore specifico del cilindretto è :


cs cil cs acqua · M · (Teq – Ti acqua)] [ m · (Teq – Ti cil)] (2)

Inseriamo i vari valori nell’equazione (2)


cs cil = - [ 1


cs cil = - [162,008] [-745,56] = 0,2172 cal/ gr ·°C









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