La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

Classe 2 C CAT Alunni: Silvia Perfetto, Cosmin Krajela, Giovanni Di Girolamo, Federico Di Cintio.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "Classe 2 C CAT Alunni: Silvia Perfetto, Cosmin Krajela, Giovanni Di Girolamo, Federico Di Cintio."— Transcript della presentazione:

1 Classe 2 C CAT Alunni: Silvia Perfetto, Cosmin Krajela, Giovanni Di Girolamo, Federico Di Cintio.

2 Misurare il calore specifico di un corpo fisico.

3 In questo esperimento osserveremo il raggiungimento dellequilibrio termico tra due corpi differenti a temperature diverse, tramite contatto in un calorimetro. Il calorimetro è uno contenitore leggero ben isolato termicamente per impedire scambio di calore con lambiente esterno. Nel calorimetro avviene lequilibrio termico tra due corpi a contatto, ossia la condizione in cui due sistemi fisici raggiungono la stessa temperatura, detta temperatura dequilibrio; è inoltre necessario tener conto dellassorbimento di calore da parte del calorimetro che è uguale alla massa equivalente dellacqua nello stesso calorimetro e tutto ciò è racchiuso nella seguente formula: T e = (m 1 + m e )c 1 T 1 + m 2 c 2 T 2 / c 1 (m 1 +m e ) + (c 2 m 2 ) dove m 1 è la massa dellacqua ed m e lequivalente in acqua del calorimetro. La legge fondamentale della termologia serve a calcolare la quantità di energia che un corpo di una certa massa assorbe o cede quando la sua temperatura aumenta o diminuisce. La sua formulazione è Q = m c ΔT Il calore specifico è la quantità di energia necessaria per far aumentare di 1K la temperatura di 1Kg di quella sostanza. La formula del calore specifico si può ricavare dalla legge fondamentale della termologia: c = Q / (m ΔT) Sperimentalmente è possibile determinare il calore specifico di una sostanza in equilibrio termico con un'altra, tramite la seguente formula che tiene conto dellequivalente in acqua del calorimetro: C 2 = c 1 (m 1 +m e )(T e - T 1 ) / m 2 (T 2 - T e )

4 Termometro digitale (Portata: -40°C / 150°C Sensibilità: 0,1°C) Bilancia elettronica (Portata: 1200g Sensibilità: 0,01g) Fornellino elettrico Spruzzetto Pinzetta Cilindro graduato (Portata: 250 ml Sensibilità: 2ml) Becher Calorimetro con massa equivalente pari a 20,72g Acqua Pezzo di metallo

5 1 ° fase si versano 200g di acqua nel calorimetro; si rileva la temperatura; si mettono a riscaldare sul fornellino altri 200g dacqua fino a raggiungere la temperatura di 74,4° C; si versa lacqua calda nel calorimetro; si aspetta il raggiungimento della temperatura dequilibrio tra lacqua calda e quella tiepida; 2° fase si versano 200g di acqua a temperatura ambiente nel calorimetro; si aspetta che la temperatura dellacqua si stabilizzi; si mettono altri 200g di acqua insieme ad un corpo di metallo e a una pinza in un beker sul fornellino fino al raggiungimento dei 64,5°C ; dopo aver raggiunto tale temperatura, con la pinza si preleva il pezzo di metallo e lo si mette nel calorimetro procedendo con la rapida chiusura di questultimo; inseriamo la sonda del termometro digitale nel calorimetro; si aspetta il raggiungimento della temperatura dequilibrio tra lacqua e il corpo di metallo 3° fase ; Elaborazione dei dati e calcolo degli errori; Analisi e valutazione dei dati.

6 Massa del pezzo di ferro Raggiungimento dei 64,5°C Acqua, pezzo di ferro e pinza nel becher sul fornellino elettrico Temperatura di equilibrio tra lacqua e il pezzo di ferro

7 1° fase 2° fase

8 1° fase : massa equivalente m e = m·(T 1 + T 2 – 2T e ) / (T e - T 1 ) = 200g·(21,6 + 74,4 (2 46,7))°C / (46,7 21,6)°C = 20,72g 2° fase : calore specifico c 2 = c 1 (m 1 +m e )(T e - T 1 ) / m 2 (T 2 - T e ) = 4186(200+20,72)(26,0 – 24,3) / 87.27(64.5 – 26.0) = = 467,5 J/KgK Gli errori Per calcolare lerrore assoluto della massa equivalente, si stabilisce: (T 1 + T 2 – 2T e ) = Ta (T e - T 1 ) = Tb Quindi: T a = T 1 + T 3 - 2T e =21,6 + 74,4 -(2 46,7) = 2,6°C ΔT a = ΔT 1 + ΔT 3 + 2(ΔT e ) = 0,1 + 0,1+ (20,1)=0,4°C T b = T e - T 1 = 46,7 21,6 = 25,1°C ΔT b = ΔT e + ΔT 1 = 0,1 + 0,1 = 0,2°C Δm e = m e [(ΔTa/Ta) + (ΔTb/Tb) + (Δm/m)] =20,72g [(0,4/2,6) + (0,2/25,1) + (2/200)] = 3,56g

9 Per calcolare lerrore assoluto del calore specifico, si stabilisce: (m 1 +m e ) = m (T e - T 1 ) = Ta (T 2 - T e ) = Tb Quindi: m = m 1 +m e = ,72 = 220,72g Δm = Δm 1 + Δm e = 2+ 3,56 = 5,56g Ta = T e - T 1 = 26,0 – 24,3 = 1,7°C ΔTa = ΔT e + ΔT 1 = 0,1 + 0,1 = 0,2°C Tb = T 2 – T e = 64,5 – 26,0 = 38,5°C ΔTb = ΔT 2 + ΔT e = 0,1 + 0,1 = 0,2°C Δc 2 = c 2 [(Δm 1 /m 1 ) + (ΔTa/Ta) + (Δm 2 / m 2 ) + (ΔTb/Tb)] = 467,5 [(2/200) + (0,2/1,7) + (0,01/87,27) + (0,2/38,5]= 62,5 J/KgK Lerrore percentuale del calore specifico è il seguente: (Δc 2 / c 2 )100 = (62,5/467,5)100 = 13,4%

10 Dal risultato ottenuto si può concludere che il materiale del corpo con cui abbiamo eseguito lesperimento è il ferro: infatti il calore specifico di questultimo è pari a 450 J/ KgK e il risultato ottenuto è 467,5 J/ KgK è quindi necessario fare delle considerazioni: Lacqua utilizzata non era distillata e ciò ha condizionato in parte il risultato Ci sono stati degli scambi di calore con lesterno dopo aver messo il corpo di ferro nel calorimetro, nonostante lattenzione nella rapida chiusura di questultimo Sono stati commessi degli errori durante la rilevazione delle misure che hanno causato un errore di 3,56g per quanto riguarda la massa equivalente e per quanto riguarda invece il calore specifico della barretta di ferro, è stato calcolato un errore pari a 62,5 J/KgK Infine è stato calcolato lerrore percentuale del calore specifico, che risulta essere 13,4%; generalmente un esperimento può considerarsi riuscito se, dopo aver calcolato lerrore percentuale sulla grandezza in esame, si ottiene un valore che va dal 10% in sotto. Se si tiene, però, conto della strumentazione impiegata e di altri fattori precedentemente citati,può considerarsi buono anche il valore sopra indicato.

11 Si ringrazia lIstituto tecnico Tito Acerbo per aver fornito il laboratorio di Fisica Si ringraziano i Professori: Iannelli Fernando e Checchia Gianni per lassistenza fornita durante lesperimento.


Scaricare ppt "Classe 2 C CAT Alunni: Silvia Perfetto, Cosmin Krajela, Giovanni Di Girolamo, Federico Di Cintio."

Presentazioni simili


Annunci Google