La capacità di calore, a volte indicata come la capacità di calore specifico, di una sostanza rappresenta la quantità di calore necessaria per indurre un cambiamento di temperatura di 1 grado Celsius in 1 grammo di sostanza. Gli scienziati in genere rapidi capacità termiche in unità di Joule per grammo per grado Celsius o calorie per il grammo per grado Celsius. Matematicamente, la capacità di calore si basa sull'equazione Q = mc(deltaT), dove Q rappresenta il calore, m rappresenta la massa di sostanza, c rappresenta la capacità termica e (deltaT) rappresenta la variazione di temperatura della sostanza. O, riorganizzate per risolvere per capacità termica, questa equazione diventa c = Q / [m * (deltaT)].
Istruzioni
Raccolta dei dati
• Pesare un bicchiere in plastica vuota o la tazza su un equilibrio e registrare la sua massa in grammi come "massa di tazza vuota." Se il tuo saldo solo misure in unità di once, quindi registrare la massa in once e convertire le misurazioni in grammi utilizzando uno strumento di conversione online prima di effettuare i calcoli.
• Riempire la tazza circa tre quarti pieno e pesare nuovamente. Registrare la massa come "massa di acqua + tazza." Inserire un termometro nella tazza e attendere che la temperatura dell'acqua si stabilizzi, quindi registrare questa temperatura come "temperatura iniziale."
• Posizionare un elemento scollegato riscaldamento sommersi nell'acqua. Collegare l'elemento riscaldante e avviare il cronometro allo stesso tempo.
• Mescolare l'acqua nella tazza lentamente con un termometro mentre si sta scaldando. Al primo segno di ebollizione - solitamente piccole bolle che si formano sull'elemento riscaldante..--fermare il cronometro, registrare la lettura della temperatura del termometro e il tempo trascorso dal cronometro e quindi scollegare l'elemento riscaldante.
Calcoli
• Calcolare la massa di acqua nella tazza sottraendo la massa della Coppa del vuoto dalla massa della tazza e acqua insieme. Ad esempio, se la tazza vuota pesava 15,5 grammi e la tazza e acqua insieme pesava 285,0 grammi, la massa d'acqua era 285.0-15,5 = 269,5 grammi.
• Determinare il cambiamento di temperatura, (deltaT) dell'acqua sottraendo la temperatura iniziale dalla temperatura finale. Così, se la temperatura dell'acqua ha iniziato a 24,5 gradi Celsius e aumentato a 98,8 gradi Celsius, quindi (deltaT) = 98,8-24.5 = 74,3 gradi Celsius.
• Calcolare la quantità di calore, Q, aggiunto all'acqua moltiplicando gli elementi di riscaldamento potenza nominale in watt per il tempo trascorso in secondi. Perché 1 watt = 1 joule al secondo (vedi riferimenti 2), questo vi darà il calore aggiunto all'acqua in unità di Joule. La potenza in watt dell'elemento riscaldante deve essere stampato sull'elemento o nell'alimentatore. Ad esempio, se l'elemento riscaldante operati a 500 watt per 27 minuti e 54 secondi, allora è il tempo in secondi (27 x 60) + 54 = 1674 secondi. Il calore trasferito all'acqua era pertanto 500 x 1674 = 83.700 Joule.
• Trovare la capacità termica dell'acqua secondo s = Q / [m x (deltaT)]. Continuando l'esempio precedente, questo darebbe s = 83.700 / (269.5 x 74,3) = 4,18 Joule per grammo per grado Celsius.