Calorimentro delle mescolanze

Materie:	Altro
Categoria:	Fisica
Voto:	2.5 (2)
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Data:	25.07.2005
Numero di pagine:	5
Formato di file:	.doc (Microsoft Word)

Calorimetro delle mescolanze: determinazione
della massa equivalente e del Cs di un solido.
Alunno: ………
Classe: ………
Data di consegna: ………
Fase di problematizazzione:
Calore: forma di energia che si trasferisce tra due corpi messi in contatto, o tra due parti di uno stesso corpo, che si trovano in condizioni termiche diverse. Il calore è energia in transito: fluisce sempre dai punti a temperatura maggiore a quelli a temperatura minore, finché non viene raggiunto l'equilibrio termico, dove i sistemi si trovano alla stessa temperatura. Viene indicato con la lettera Q, e la sua unità di misura è il Jaul (unità di misura dell’energia). Q = J Q = m * Cs. * *T
Temperatura: il concetto di temperatura è associato all'idea di fornire una misura relativa di quanto i corpi risultino freddi o caldi al tatto, essa è la proprietà di un corpo ed è una grandezza fisica che esprime lo stato termico del corpo stesso. Viene indicata con la lettera T e la sua unità di misura è il °C e nel sistema internazionale il Kelvin (K). n T T = °C o K
Equilibrio termico: due corpi posti in contatto termico sono in equilibrio quando hanno entrambi la stessa temperatura. L'esperienza mostra che, ponendo a contatto un corpo freddo e uno più caldo, si verifica uno scambio di calore, al termine del quale le temperature dei due corpi raggiungono un valore comune, intermedio tra la temperatura del corpo freddo e quella del corpo caldo; il valore della temperatura di equilibrio dipende naturalmente dalle temperature iniziali dei due corpi, ma anche dalle sostanze di cui sono costituiti e dalla loro massa. Ad esempio, se lasciassimo cadere una moneta calda in un bicchiere di acqua fredda, la moneta cederebbe parte del calore all'acqua, e dopo un determinato intervallo di tempo, il sistema raggiungerebbe uno stato di equilibrio, in cui l'acqua e la moneta avrebbero la medesima temperatura.
Calore specifico: quantità di calore necessaria per innalzare di un grado centigrado o di un Kelvin la temperatura di un Kg di una sostanza. Nel Sistema Internazionale il calore specifico è espresso in joule per chilogrammi per gradi centigradi, o per gradi kelvin, ma talvolta viene misurato in calorie per grammo per grado centigrado.
o Cs = Q
T * m
Calorimetro: strumento per la misura della quantità di calore, e per l’isolamento di un corpo, cioè non fare avvenire scambi di calore con l’esterno, che possano alterare la misura, il calorimetro più semplice e diffuso (calorimetro di Regnault) è costituito da un recipiente termicamente isolato dall'esterno (da cui il nome di adiabatico), contenente una quantità nota di acqua e corredato di un agitatore (per mantenere uniforme la temperatura dell'acqua). Esternamente è fatto come un cilindro di plastica smontabile, all’interno vi è un recipiente a forma di U fatto di pirex e rivestito con platina di argento, internamente a questo recipiente vi è dell’aria, che serve per l’isolamento delle sostanze.
Massa equivalente del calorimetro: massa di acqua che assorbe lo stesso calore del calorimetro.
Termometro: strumento utilizzato per effettuare misurazioni di temperatura. Il tipo più comunemente usato è quello a mercurio, costituito da un tubo capillare di vetro, a diametro costante, che reca a una estremità un bulbo riempito del metallo liquido, il tutto sigillato per assicurare un vuoto parziale nel capillare. Se la temperatura aumenta, il mercurio si dilata e sale nel capillare: il livello raggiunto fornisce una misura indiretta di temperatura, che viene letta su una scala graduata propriamente tarata. Al posto del mercurio si possono usare alcol, etere o altri liquidi.
Esiste un'ampia varietà di dispositivi usati come termometri, tutti basati su un metodo di misurazione indiretta:
termometro a liquido
termometro a resistenza elettrica
termometro a gas
termometro a termocoppia
Capacita termica: quantità di calore necessaria per elevare di un grado centigrado o di un Kelvin la temperatura di un corpo.

Obiettivi
➢ conoscere e saper utilizzare un calorimetro
➢ misurare una temperatura
➢ utilizzare la resistenza elettrica
➢ sfruttare il fenomeno dell’equilibrio termico per individuare la temperatura di un corpo
➢ capire che cos’è la massa equivalente e calcolarla.
➢ calcolare il calore specifico di due solidi
Fase sperimentale 1
Materiale occorrente:
➢ termometro digitale a resistenza elettrica
➢ calorimetro
➢ resistenza elettrica a serpentina
➢ supporto per resistenza elettrica
➢ beker
➢ bilancia elettronica
Tabella
m1 (g)
C1 ( Calorie )
Kg* °C
T1 (°C)
m2 (g)
C2 ( Calorie )
Kg* °C
T2 (°C)
mE (g)
TF (°C)
272,2
1
53,7
160,1
1
23,4
58,6
40,2
Procedimento
Si prendono due beker e si riempiono d’acqua distillata, si pesa l’acqua contenuta nei corrispettivi beker, con la bilancia elettronica, e si riporta nella tabella.
Si monta la resistenza a serpentina nel supporto, si prende uno dei due beker, con l’acqua distillata e si fa riscaldare, per circa mezz’ora. Nel frattempo si prende l’altro beker e si versa l’acqua distillata in un calorimetro.
Si misura la temperatura dell’acqua versata nel termos e si riporta in tabella, dopodiché si prende l’acqua messa a riscaldare, si misura la temperatura e si inserisce all’interno del termos, infine si agita per avere una temperatura uniforme e si misura la temperatura di equilibrio, riportandola in tabella.
Fase sperimentale 2
Materiale occorrente:
➢ termometro digitale a resistenza elettrica
➢ calorimetro
➢ resistenza elettrica a serpentina
➢ supporto per resistenza elettrica
➢ beker
➢ bilancia elettronica
➢ 2 corpi solidi diversi per materiale (cilindro – parallelepipedo)
Tabella
Solido
m1 (g)
T1 (°C)
m2 (g)
T2 (°C)
mE (g)
TF (°C)
Cs.
Cilndro
278,5
78,5
283,4
22,6
58,6
27,7
0,12
Parallelipipedo
391,0
80,0
283,4
27,7
58,6
29,9
0,0384
Procedimento
Si prende un beker e si riempie di acqua distillata, si misura la massa dell’acqua, il valore trovato si riporta in tabella, infine si versa l’acqua distillata nel calorimetro, si prendono due solidi e si misura la massa di entrambi, si mettono in due beker pieni d’acqua, e si fa riscaldare l’acqua grazie a una resistenza elettrica, per circa mezz’ora, dopodiché si misura la temperatura dell’acqua dove sono immersi i solidi di entrambi i beker, e si riporta in tabella.
Si misura la temperatura dell’acqua nel calorimetro e si riporta in tabella si prende il primo solido immerso nel beker e lo si inserisce nel calorimetro, si agita e si misura la temperatura finale, riportandola in tabella, si esce il solido dal calorimetro, si misura la temperatura, e si scrive in tabella, poi si prende il secondo corpo e lo si inserisce nel calorimetro, si agita e si misura la temperatura finale.
Risultati
mE= 58,6 g
Cs. (cilindro)= 0,12
Cs. (parallelepipedo)= 0,0384
Laboratorio di fisica
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