scambio termico

Materie:Appunti
Categoria:Fisica
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Data:09.01.2001
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Testo

Bottaro Sandro IV ALST
Esperienza di laboratorio 1
• Fenomeno osservato: Scambio termico di acqua e un pezzo di metallo in un contenitore isolato termicamente
• Obiettivo: Determinare sperimentalmente il calore specifico dell’oggetto di metallo
• Materiali
• Filo di nylon
• Calorimetro (Massa equivalente = 30g)
• Acqua
• Becher
• Oggetto di metallo
• Piastra elettrica
• Strumenti
• Bilancia (s=0,1g)
• Termometro (s=0,2TC – portata=110CC)
• Descrizione della prova:
- Pesare l’oggetto di metallo sulla bilancia
- Legare il filo di nylon al metallo
- Riempire d’acqua il becher e metterlo sulla piastra elettrica
- Mettere il metallo nel becher
- Mettere dell’acqua nel calorimetro e pesarla sulla bilancia
- Misurare la temperatura interna al calorimetro
- Misurare la temperatura dell’acqua all’ebollizione
- Togliere il metallo dall’acqua e metterlo nel calorimetro
- Aspettare che il sistema acqua-metallo raggiunga la temperatura di equilibrio
- Misurare la temperatura di equilibrio con il termometro
- Ripetere le operazioni tre volte
- Inserire i dati raccolti in una tabella
- Elaborazione dati
- Determinazione del calore specifico del metallo
- Determinazione dell’errore sperimentale
Il calorimetro è un contenitore che permette di isolare termicamente il suo contenuto dall’esterno. Il calorimetro è formato esternamente da un “guscio di plastica”, che contiene altro materiale isolante: polistirolo e feltro. Dentro è inserito il vaso Dewar, fatto di vetro argentato con un’intercapedine nella quale è stato fatto il vuoto. Nel coperchio ci sono due fori: uno per l’alloggiamento del termometro e l’altro per l’agitatore, che permette al sistema di raggiungere in tempi più brevi la temperatura di equilibrio. Anche il calorimetro, però, scambia calore e lo scambia come farebbe una massa d’acqua. Proprio per questo motivo ogni calorimetro ha una massa d’acqua equivalente, che ci permette di eliminare gli errori introdotti da questo scambio termico.
• Formule
C2 =m1c1(te-t1)+mec1(te-t1)
m2(t2-te)
C2medio = (mC2) /3
E% = (C2teo-C2) x 100
C2teo
• Tabella
M1 (g)
M2 (g)
t1((C)
t2((C)
te((C)
231,0
193,5
21,0
94,0
25,6
267,0
193,5
21,6
95,0
25,8
295,0
193,5
21,8
94,0
25,6
C2 (cal/g*/C)
C2 medio(cal/g*/C)
E%
0,091
0,092
3,8
0,093
0,093
Me = 30g M1 = massa di acqua
C1 = 1cal/g*/C M2 = massa del metallo
C2teo = 0,089 cal/g*/C t1 = temperatura nel calorimetro
t2 = t dell’acqua in ebollizione = t metallo te = temperatura d’equilibrio
• Conclusioni
L’errore sperimentale non è affatto alto, ciò significa che le misurazioni effettuate e i materiali ci hanno permesso di lavorare con buona precisione. Ciò è confermato dal fatto che anche il cambio della massa di acqua non ha introdotto valori incoerenti.
Bottaro Sandro IV ALST
Esperienza di laboratorio 1
• Fenomeno osservato: Scambio termico di acqua e un pezzo di metallo in un contenitore isolato termicamente
• Obiettivo: Determinare sperimentalmente il calore specifico dell’oggetto di metallo
• Materiali
• Filo di nylon
• Calorimetro (Massa equivalente = 30g)
• Acqua
• Becher
• Oggetto di metallo
• Piastra elettrica
• Strumenti
• Bilancia (s=0,1g)
• Termometro (s=0,2TC – portata=110CC)
• Descrizione della prova:
- Pesare l’oggetto di metallo sulla bilancia
- Legare il filo di nylon al metallo
- Riempire d’acqua il becher e metterlo sulla piastra elettrica
- Mettere il metallo nel becher
- Mettere dell’acqua nel calorimetro e pesarla sulla bilancia
- Misurare la temperatura interna al calorimetro
- Misurare la temperatura dell’acqua all’ebollizione
- Togliere il metallo dall’acqua e metterlo nel calorimetro
- Aspettare che il sistema acqua-metallo raggiunga la temperatura di equilibrio
- Misurare la temperatura di equilibrio con il termometro
- Ripetere le operazioni tre volte
- Inserire i dati raccolti in una tabella
- Elaborazione dati
- Determinazione del calore specifico del metallo
- Determinazione dell’errore sperimentale
Il calorimetro è un contenitore che permette di isolare termicamente il suo contenuto dall’esterno. Il calorimetro è formato esternamente da un “guscio di plastica”, che contiene altro materiale isolante: polistirolo e feltro. Dentro è inserito il vaso Dewar, fatto di vetro argentato con un’intercapedine nella quale è stato fatto il vuoto. Nel coperchio ci sono due fori: uno per l’alloggiamento del termometro e l’altro per l’agitatore, che permette al sistema di raggiungere in tempi più brevi la temperatura di equilibrio. Anche il calorimetro, però, scambia calore e lo scambia come farebbe una massa d’acqua. Proprio per questo motivo ogni calorimetro ha una massa d’acqua equivalente, che ci permette di eliminare gli errori introdotti da questo scambio termico.
• Formule
C2 =m1c1(te-t1)+mec1(te-t1)
m2(t2-te)
C2medio = (mC2) /3
E% = (C2teo-C2) x 100
C2teo
• Tabella
M1 (g)
M2 (g)
t1((C)
t2((C)
te((C)
231,0
193,5
21,0
94,0
25,6
267,0
193,5
21,6
95,0
25,8
295,0
193,5
21,8
94,0
25,6
C2 (cal/g*/C)
C2 medio(cal/g*/C)
E%
0,091
0,092
3,8
0,093
0,093
Me = 30g M1 = massa di acqua
C1 = 1cal/g*/C M2 = massa del metallo
C2teo = 0,089 cal/g*/C t1 = temperatura nel calorimetro
t2 = t dell’acqua in ebollizione = t metallo te = temperatura d’equilibrio
• Conclusioni
L’errore sperimentale non è affatto alto, ciò significa che le misurazioni effettuate e i materiali ci hanno permesso di lavorare con buona precisione. Ciò è confermato dal fatto che anche il cambio della massa di acqua non ha introdotto valori incoerenti.

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