Modi per misurare la capacità di calore

Modi per misurare la capacità di calore

Una certa quantità di energia si riscalda un bollitore d'acqua dalla temperatura ambiente a ebollizione. Lo stesso importo applicato a un'intera vasca da bagno piena d'acqua aumenterà la temperatura di non più di pochi gradi. La capacità di calore..--la quantità di energia termica necessaria per innalzare la temperatura di un oggetto di una specifica quantità - è direttamente proporzionale alla massa dell'oggetto. Dipende anche una proprietà fisica della sostanza chiamata calore specifico. La quantità di energia necessaria per riscaldare un grammo d'oro di un grado non genererà un grammo di acqua di un grado. L'acqua ha un calore specifico più elevato.

Calore specifico

Calore specifico è una proprietà intrinseca di una sostanza ed è indipendente della sua massa. È la quantità di energia necessaria per innalzare la temperatura di una massa specifica della sostanza di un grado Celsius ed è solitamente espressa in Joule per grammo. L'oro ha un calore specifico di. 129, mentre il calore specifico dell'acqua è 4.179.

Capacità termica

C'è una relazione molto semplice tra capacità termica e calore specifico. Il calore specifico moltiplicato per la massa, in grammi, è la capacità di calore. La capacità termica di un chilogrammo di acqua è Joule 4179/gradi Celsius. È una semplice questione di cercare il calore specifico di qualsiasi sostanza conosciuta, misurare la sua massa e calcolare la sua capacità termica. Se non sai cos'è la sostanza è e serve per misurare direttamente, ciò richiederà uno sforzo maggiore.

Misura

Per determinare la capacità termica o il calore specifico di una sostanza sconosciuta, tutto quello che dovete fare è misura la massa della sostanza, aggiungere energia termica ad esso, quanto calore si sta aggiungendo e quindi misurare la quantità che aumenta la temperatura di misurazione. Misurare la massa e il cambiamento di temperatura sono molto semplici. Determinare esattamente quanto calore viene aggiunto al sistema è un problema più impegnativo. Non è possibile utilizzare il bruciatore di Bunsen, perché non sai quanti Joule di energia che produce, e quanto si perde all'aria. Avete bisogno di un modo preciso e accurato per misurare esattamente quanto calore è necessaria per aumentare la sostanza da un determinato numero di gradi.

Energia elettrica

È energia nel corso del tempo, e un watt è uguale a un joule al secondo. Potenza in un circuito elettrico è anche uguale al prodotto della tensione e amperaggio. Se si riscalda la sostanza con un elemento riscaldante in un circuito elettrico dotato di un amperometro e un voltmetro, è possibile determinare la quantità di potenza, in watt, moltiplicando amperaggio volte tensione. Registrare il numero di secondi necessari per innalzare la temperatura della sostanza di un grado Celsius. Moltiplicare questo lasso di tempo per il potere, e si avrà la quantità di energia utilizzata, che è la capacità termica del vostro campione. Ricordate che quella capacità di calore dipende dalla massa del soggetto. Dividere la massa, in grammi, per determinare il calore specifico della sostanza.

Acqua

Un altro approccio utilizza una nota capacità termica per misurare uno sconosciuto. Un chilogrammo di acqua ha una capacità di calore Joule 4179/gradi Celsius. Registrare la temperatura di un chilogrammo di acqua. Aggiungere una massa nota di un'altra sostanza, ad una temperatura superiore e attendere fino a quando la temperatura ha un equilibrio e registrare il cambiamento di temperatura. Utilizzare un contenitore ben isolato, o si perde calore e precisione. Supponiamo che la temperatura di equilibrio finale è di 10 gradi superiore a quanto l'acqua era all'inizio. Voi sapete che la nuova sostanza deve avere impartito 41.790 Joule all'acqua e questo molto si è perso. Divisione 41.790 per il cambiamento di temperatura della nuova sostanza in gradi Celsius e si avrà la capacità termica della sostanza. Dividere in massa per ottenere calore specifico.