Calorimetro

Materie:	Tesina
Categoria:	Fisica
Download:	398
Data:	15.02.2008
Numero di pagine:	3
Formato di file:	.doc (Microsoft Word)

Galletti Francesco Classe 4^G
Gruppo Galletti - Pastino – Papetti – Besozzi data 23 / 04 / 2007 esperienza n° 3
RELAZIONE DI LABORATORIO
Titolo: Calorimetria ed equilibrio termico
Scopo dell’esperienza
Trovare l’equivalente in acqua del calorimetro (parte 1) e il calore specifico di vari materiali solidi, usando l’equivalente in acqua del calorimetro (parte 2)
Strumenti di misura:
Strumento
Portata
Sensibilità
Becher
600 ml.
100ml.
Becher
300ml.
50ml.
Termometro
200oC
1oC
Termometro
50oC
0.2oC
Calorimetro
750ml.
----------------
Bilancia elettronica
2000 g.
0.1 g.
Materiali / Attrezzatura:
• 300ml acqua a temperatura ambiente (22oC) nel becher per ogni parte dell’esperimento
• 300ml acqua nel calorimetro a temperatura ambiente (22oC) per ogni parte dell’esperimento
• Asta di sostegno;
• Corde di sostegno in spago;
• Canovaccio;
• Piastra di calore
• 1 oggetto di metallo del peso di 30.3 g., annodato allo spago
• 1 oggetto di materiale trasparente del peso di 4.6 g., annodato allo spago

schema di montaggio oggetto 1 oggetto 2
Riferimenti teorici:
• Teorie: Calorimetria, Termodinamica e Teoria degli errori
• Principi: Primo e secondo principio della termodinamica, trasferimento di calore (conduzione, convezione e irraggiamento), legge di raffreddamento di Newton e principio zero della termodinamica
• Concetti: Temperatura, massa, lavoro, calore e calore specifico
Descrizione procedimento o evento:
Prima parte
• Versare 300ml di acqua a temperatura ambiente in un becher
• Versare 300ml di acqua a temperatura ambiente nel calorimetro
• Riscaldare i 300ml di acqua contenuta nel becher fino a 70C°, utilizzando una piastra di
calore
• Versare i 300ml di acqua riscaldati nel calorimetro
• Calcolare il calore ceduto dall’acqua riscaldata
• Calcolare il calore assorbito dall’acqua contenuta nel calorimetro
Seconda parte
• Versare 300ml di acqua a temperatura ambiente in un becher
• Versare 300ml di acqua a temperatura ambiente nel calorimetro
• Immergere i due oggetti da esaminare nel becher;
• Riscaldare i 300ml di acqua contenuta nel becher contenente gli oggetti, fino a 90C°, utilizzando una piastra di calore
• Trasferire il primo oggetto caldo nel calorimetro
• Calcolare la temperatura ceduta dal primo oggetto e quella acquistata dall’acqua del calorimetro
• Togliere il primo oggetto dal calorimetro e trasferire il secondo oggetto dal becher al calorimetro
• Calcolare la temperatura ceduta dal secondo oggetto e quella acquistata dall’acqua del calorimetro
Domanda Guida : Qual è l’equivalente in acqua del calorimetro? (parte 1)
I calori specifici trovati corrispondono a quelli di alcuni materiali noti? (parte 2)
Raccolta dati :
• Temperatura acqua becher = 22 oC iniziale (presa dal rubinetto);
• Temperatura acqua becher = 70 oC (dopo aver riscaldato il becher / prima parte)
• Temperatura acqua calorimetro = 22 oC
• Temperatura acqua becher = 90 oC (dopo aver riscaldato il becher / seconda parte)
• Oggetto 1: massa = 30.3 g., temperatura = 23.0 oC
• Oggetto 2: massa = 4.6 g. , temperatura = 24.0 oC
Elaborazione dati:
1^ parte
Qc = cam (T2 – Te)
Qa = [cam + W] (Te – T1)
Qc = Qa
Qc= 4186 J/(kg. K )(0.3kg)(70K - 47.2°C) = 28632,24 J
W= - 119,6 J/K
Qa=[1255,8 J/K-119,6 J/K] (25,2°C) = 28627,24 J
2^ parte
c1 mogg.1 ( T2 – Te ) = ( cam + W ) ( Te - T1 )
c1 = (cam + W) (Te - T1) / mogg.1 ( T2 – Te )
c2 = ( cam + W ) ( Te – T1 ) / mogg.2 (T2-Te)
Errori 1^ parte
Qc = ca(300ml ± 10ml)(22,8°C± 2°C)
Qa= [ca(300ml ± 10ml) +W](25,2°C ± 0,4°C)
Errori 2^parte
Qc ogg 1= cogg1(30,3g ± 0,1g)(66°C ± 2°C)
Qa ogg.1 = [ca(300ml ± 10ml) +W](23,2°C ± 0,4°C)
Qc ogg.2= cogg2(4.6g ± 0,1g)(67°C ± 2°C)
Qa ogg.2 = [ca(300ml ± 10ml)+W](24,2 °C ± 0,4°C)
Conclusioni:
• Presentazione del risultato dell'esperimento
Nella prima parte dell’esperimento abbiamo calcolato l’equivalente in acqua del calorimetro, e nella seconda parte siamo arrivati alla conclusione che probabilmente il primo oggetto metallico è ferro, poiché il suo calore specifico è 477,3J/kgK, valore molto prossimo a quello relativo al ferro.
Per il secondo oggetto abbiamo rilevato un calore specifico di 7484,8 J/kgK ma non siamo arrivati a definire il tipo di materiale, perché non siamo in possesso di valori che approssimano quello trovato.
• Discussione degli errori commessi
Gli errori di misurazione che abbiamo commesso sono dipesi dalla imprecisione nella registrazione delle temperature e nella valutazione delle quantità di acqua utilizzate, dagli arrotondamenti effettuati nel calcolo matematico.
• Conclusioni dell'esperimento
Abbiamo raggiunto gli obbiettivi preposti anche se non siamo riusciti ad individuare la tipologia del secondo materiale; inoltre abbiamo avuto difficoltà nei trasferimenti dei due oggetti poiché, nell’apertura del calorimetro, veniva disperso molto calore.