De meeste studenten weten al dat een lepel in een schuimkom cacao heet wordt, maar de beker niet omdat de hitte gemakkelijker op de lepel wordt overgebracht. Een calorimeter is ook gemaakt van een geïsoleerde beker die de warmte die verloren gaat uit het systeem nog meer beperkt dan een gewone schuimbeker. Hiermee kunnen studenten nauwkeurige experimenten voor warmteoverdracht uitvoeren. Warmte en temperatuur zijn niet hetzelfde. Warmte is de totale energie van een materiaal, berekend door de temperatuur, de massa en de soortelijke warmte van het materiaal te vermenigvuldigen. Aangezien warmte-energie wordt overgedragen bij het mengen van materialen, hangt de snelheid van warmte-uitwisseling tussen de twee materialen af ​​van de massa en soortelijke warmte van elk materiaal.

Basiscalorimeterexperiment: warmteoverdracht van water

Meten de massa van de lege calorimeter met een balans. Noteer op een gegevenstabel.

Giet koud water - geen ijs - in de calorimeter totdat deze een derde vol is. Zoek de totale massa van de calorimeter en koud water. Record massa op gegevenstabel.

Plaats het deksel op de calorimeter en druk een thermometer door de opening in het deksel. Zorg ervoor dat de thermometer het water bereikt.

Herhaal stap één, twee en drie, deze keer met heet water. Het hete water moet minimaal 50 graden Celsius zijn.

Giet het warme water uit de Calorimeter in het koude water in de tweede Calorimeter. Sluit snel het deksel om ongewenst warmteverlies te verminderen.

Duw de thermometer door het gat in het deksel en let op de temperatuur van het gemengde water. Zodra de temperatuur niet meer verandert, noteer je in de datakaart.

Herhaal het experiment twee keer met verschillende watermassa's.

Voltooi de berekeningen om de totale massa van warm en koud water te vinden. Bereken de temperatuurverandering van koud water na het mengen. Herhaal met heetwatergegevens.

Bereken de warmte-energie van het koude water met behulp van deze informatie door de volgende vergelijking te gebruiken: Warmte-energie van koud water is gelijk aan de massa koud water vermenigvuldigd met temperatuurverandering van koud water, vermenigvuldigd door de specifieke warmte van water die één calorie per gram is. Herhaal met heet water en gebruik de gegevens van warm water om de uiteindelijke warmte-energie te bepalen.

Zoek de warmte-energie van het gemengde water door de massa en temperatuur van het mengsel te berekenen en vermenigvuldig met de specifieke waterwarmte.

Tip

De specifieke warmte is de hoeveelheid warmte die nodig is om de temperatuur van een gram materiaal met één graad Celsius te verhogen.
Verleng dit experiment door hete metalen sluitringen over te brengen in een kopje koud water, rekening houdend met het feit dat elk materiaal zijn eigen specifieke warmte heeft. Verleng door verschillende hoeveelheden of begintemperaturen van heet of koud water toe te voegen om aan te geven dat temperatuur en massa effect warmteoverdracht.

Waarschuwing

Gebruik veiligheidsbril en hittebestendige handschoenen.