calore, massa, altezza

Materie:	Appunti
Categoria:	Fisica
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Data:	07.11.2005
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SCOPO: stabilire il legame funzionale tra calore,massa e altezza.
procedimento: per stabilire il legame funzionale tra calore,massa e altezza abbiamo utilizzato una sorgete di calore chiamata ATTRITO.
L’attrito è una sorgente di calore che si determina quando due corpi a stretto contatto tra loro sono in MOTO RELATIVO,quindi questa relazione è determinabile grazie ad un dispositivo in grado di misurare il calore sviluppato da esso.Questo dispositivo è costituito da più parti, la parte più sensibile è composta da un dischetto di rame di massa assai piccola,libero di muoversi tra due cilindretti di legno fissati alla struttura di sostegno, e opportunatamente sagomato in modo da possedere :al centro una cavità adatta ad ospitare il bulbo del termometro al decimo grado,e tutt’intorno una scanalatura del tutto analoga alla gola di una carrucola.in questa parte mediante l’attrito si sviluppa calore che viene poi misurato dal termometro.
In base alla compressione che i due cilindretti esercitano sul dischetto di rame si regola l’entità dell’attrito che si determina quando quest’ultimo dischetto viene mosso mediante opportune masse appese all’estremo libero del filo avvolto nella scanalatura.Grazie a questa struttura il dispositivo ha le caratteristiche necessarie per determinare entro limiti di ragionevole incertezza la quantità di calore:

L’esperimento inizia posizionando il dispositivo in una posizione elevata rispetto il pavimento dopo di ché alla parte libera del filo vengono appese le masse di :
• 1.002 (Kg)
• 1.934 (Kg)
• 3.355 (Kg)
• 4.782(Kg)
Ad altezze rispettivamente di 1.60m e di 1.30m.
Le cadute sono state fatte non a velocità elevata in quanto avrebbe inciso negativamente sulla precisione dei nostri dati.
esposizione dati e osservazioni:
ESPERIMENTO 1:CADUTA DELLA MASSA M DALLA VERTICALE
tamb (°C)
tiniz(°C)
tfin(°C)
t(°C)
Ct(J/°C)
Q (J)
Qmedxh
h (m)
Q:m (J/Kg)
Q:mh (J/kg*m)
Qmedxm
m (kg)
Q:mh(medio)
23,5
22,5
23,5
1
16,1
16,1
45,3819
1,6
16,067864
10,04241517
15,295
1,002
9,90470477
23,5
22,5
23,5
1
16,1
16,1
1,6
16,067864
10,04241517
1,002
23,5
22,5
23,3
0,8
16,1
12,9
1,6
12,854291
8,033932136
1,002
23,5
22,5
23,5
1
16,1
16,1
1,6
16,067864
10,04241517
1,002
22
21
22,7
1,7
16,1
27,4
1,6
14,152017
8,845010341
28,98
1,934
22
21
22,8
1,8
16,1
29
1,6
14,984488
9,365305067
1,934
22
21
22,8
1,8
16,1
29
1,6
14,984488
9,365305067
1,934
22
21
22,9
1,9
16,1
30,6
1,6
15,81696
9,885599793
1,934
22
21
24,2
3,2
16,1
51,5
1,6
15,356185
9,597615499
49,91
3,355
22
21
24,1
3,1
16,1
49,9
1,6
14,876304
9,297690015
3,355
22
21
24,1
3,1
16,1
49,9
1,6
14,876304
9,297690015
3,355
22
21
24
3
16,1
48,3
1,6
14,396423
8,997764531
3,355
22
21
26,5
5,5
16,1
88,6
1,6
18,517357
11,57334797
87,3425
4,782
22
21
26,3
5,3
16,1
85,3
1,6
17,843998
11,15249895
4,782
22
21
26,4
5,4
16,1
86,9
1,6
18,180678
11,36292346
4,782
22
21
26,5
5,5
16,1
88,6
1,6
18,517357
11,57334797
4,782

23
22
23,5
1,5
16,1
24,2
39,1767
1,3
12,487073
9,605441095
22,9425
1,934
8,97637442
23
22
23,5
1,5
16,1
24,2
1,3
12,487073
9,605441095
1,934
23
22
23,2
1,2
16,1
19,3
1,3
9,9896587
7,684352876
1,934
23
22
23,5
1,5
16,1
24,2
1,3
12,487073
9,605441095
1,934
23
22
24,5
2,5
16,1
40,3
1,3
11,997019
9,228476442
37,835
3,355
23
22
24,6
2,6
16,1
41,9
1,3
12,4769
9,597615499
3,355
23
22
24,1
2,1
16,1
33,8
1,3
10,077496
7,751920211
3,355
23
22
24,2
2,2
16,1
35,4
1,3
10,557377
8,121059269
3,355
22,5
21,5
25
3,5
16,1
56,4
1,3
11,783772
9,064440369
56,7525
4,782
23
22
25,6
3,6
16,1
58
1,3
12,120452
9,32342438
4,782
23
22
25,5
3,5
16,1
56,4
1,3
11,783772
9,064440369
4,782
23
22
25,5
3,5
16,1
56,4
1,3
11,783772
9,064440369
4,782

Come si può vedere in questo grafico:

la relazione tra Q(calore) e m è direttamente proporzionale sia con h di 1,60m che con h di 1,30m quindi
questo perché le rette con origine nell’origine degli assi segnalano sempre relazioni direttamente proporzionali inoltre se si osservano nello specifico i valori della tabella si può notare che nell’ambito dell’errore Q in relazione ad m è costante nell’ambito di errore.
Ora esaminando quest’altro grafico che prende in considerazione la relazione funzionale tra Q e h:

e si può notare che anche in questo casi si ha una relazione direttamente proporzionale in quanto
e tutto ciò come nel caso precedente è segnalato e dimostrato dal grafico e più nello specifico dai dati presenti nella tabella.
conclusioni: possiamo concludere che essendo:
allora anche

Quindi abbiamo stabilito che il legame funzionale tra Q (calore)h (altezza) e m (massa) è la diretta proporzionalità.
OVVERO:
Q DIRETTAMENTE PROPORZIONALE a m e h.