De flesta studenter vet redan att en sked i en skumkaka med kakao blir varm men koppen gör det inte för att värmen överförs lättare till skeden. En kalorimeter är också gjord av en isolerad kopp som begränsar värmeförlusten från systemet ännu mer än en vanlig skumkopp. Detta gör att eleverna kan slutföra exakta värmeöverföringsexperiment. Värme och temperatur är inte samma sak. Värme är den totala energin i ett material, beräknat genom att multiplicera temperatur, massa och materialets specifika värme. Eftersom värmeenergi överförs vid blandning av material, beror värmeväxlingshastigheten mellan de två materialen på massans och specifika värme hos varje material.

Grundkalorimeter Experiment: Värmeöverföring av vatten

Åtgärd Massan av den tomma kalorimetern med en balans. Spela in på en datortabell.

Häll kallt vatten - ingen is - in i kalorimetern tills den är en tredjedel full. Hitta den totala massan av kalorimetern och kallt vatten. Spela in massa på databord.

Sätt locket på kalorimetern och skjut en termometer genom spåret i locket. Se till att termometern når vattnet.

Upprepa steg ett, två och tre, den här gången med varmt vatten. Varmvattnet ska vara minst 50 grader Celsius.

Häll hett vatten från kalorimetern i kallvattnet i andra kalorimetern. Snabbt stäng locket för att minska oönskade värmeförluster.

Tryck termometern genom hålet i locket och observera temperaturen på blandat vatten. När temperaturen slutar förändras, spela in data diagram.

Upprepa experimentet två gånger med olika massor av vatten.

Kompletta beräkningar för att hitta den totala massan av varmt plus kallt vatten. Beräkna temperaturförändringen av kallt vatten efter blandning. Upprepa med varmtvattendata.

Beräkna värmeenergin i kallt vatten genom att använda följande ekvation: Värmeenergi av kallt vatten är lika med mängden kallt vatten multiplicerat med temperaturförändring av kallt vatten, multiplicerat av den specifika värmen av vatten som är en kalori per gram. Upprepa med varmt vatten med hjälp av hetvattensdata för att bestämma den slutliga värmeenergin.

Hitta värmegenerationen i blandat vatten genom att beräkna blandningens massa och temperatur och multiplicera med den specifika värmen av vatten.

Tips

Den specifika värmen är den mängd värme som krävs för att höja temperaturen på ett gram av materialet med en grad Celsius.
Utök detta försök genom att överföra hetmetallskivor i en kopp kallt vatten med tanke på att allt material har sin egen specifika värme. Förlänga genom att lägga till olika mängder eller starttemperaturer för varmt eller kallt vatten för att visa den värmeöverförda temperatur- och masseffekten.

Varning

Använd skyddsglasögon och värmebeständiga handskar.