17.vaja: Merjenje specifične toplote

Naloga:
Določi specifično toploto aluminija, železa in svinca.

Pojasnilo:
Toplota, ki jo prejme telo pri segrevanju, je sorazmerna masi telesa, temperaturni razliki ter je odvisna od snovi telesa.

Q = mcDT,

kjer je toplota označena s Q, masa z m, temperaturna razlika z DT, sorazmernostni faktor c pa pomeni specifično toploto snovi in pove, koliko toplote je potrebno, da se 1 kg snovi segreje za 1 kelvin.
    Pri določanju specifične toplote uporabimo enačbo toplotnega ravnovesja:
c2m2(T2 -T)=c1m1(T-T1),

kjer indeksi 2 pomenijo toplejšo snov ( v našem primeru kovino ), indeksi 1 pa hladnejšo snov, T je zmesna temperatura. Iz zgornje enačbe dobimo specifično toploto:

Pripomočki:
· termometer
· kosi kovine
· lonček
· tehtnica
· menzura
· kalorimeter

Potek vaje:
a) Nalij v kalorimeter maso m1 vode in ji izmeri temperaturo T1.
b) S tehtnico določi maso m2 kovine.
c) Priveži kovino na tanko nitko in vtakni v segreto vodo ter pusti nekaj časa, da se segreje. Izmeri temperaturo vode T2 , kar je tudi temperatura kovine. Pri segrevanju naj kovina visi v vodi, da se ne dotika dna.
d) Naglo prenesi kos kovine v kalorimeter. Vodo v kalorimetru previdno pomešaj in počakaj, da se temperatura izenači, nato izmeri zmesno temperaturo.
e) Izračunaj specifično toploto kovine c2.
f) Ugotovi v tabeli specifično toploto.
g) Določi relativno napako.
h) Zapiši rezultat z upoštevanjem relativne napake.


Rezultati meritev:

MeritveIzračuni
m1
m2
T1
T2
T
c2
Dc2
Dc2
g
g
K
K
K
J/kgK
J/kgK
%
1.(Pb)
200
425,5
296,8
335,5
299
119
-9
7,5
2.(Fe)
200
201
296,8
331,2
299,8
399
-41
10,2
3.(Al)
200
107,5
294,8
328,2
297,5
687
-209
30,4



Izračun naloge za svinec ( cPb = 128J/kgK);

( m1 = 200g, m2 = 425,5g, T1 =296,8K, T2 = 335,5K, T = 299K, c1 = 4200J/kgK,)

Analiza vaje:

Po navodilih naloge sem opravili vajo. Za vajo sem uporabil tri kovine in sicer: železo (Fe), svinec (Pb) in aluminij (Al).
    S pomočjo meritev posameznih temperatur sem po enačbi izračunal specifično toploto za posamezno kovino. Nato sem v priročniku poiskal vrednosti specifične toplote za posamezno snov. Rezultate sem primerjal z izračunanimi in pri tem ugotovil večje ali manjše odstopanje.
Do teh napak oz. odstopanj pa pride predvsem zato, saj se je snov (voda) med merjenjem nekoliko ohlajala, pa tudi kovino smo prenašali iz ene posode v drugo, pri čemer se nekaj toplote izgubi v zrak. Tako so izmerjene temperature nižje, kot pa so dejansko.
Avtor: Danilo Klasinc


V kolikor želite sodelovati z nami, vas vljudno vabimo, da se nam pridružite, pošljete članke, ali pa samo izrazite vaša mnenja.