Il calorimetro delle mescolanze
Data: Classe: Gruppo:
Materiale:
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un becher
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un calorimetro
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una piastra elettrica
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un termometro
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alcool
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un cilindro graduato
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un pesetto
Obiettivo: calcolare l'equivalente in acqua del calorimetro, quindi determinare sperimentalmente il calore specifico di un liquido e di un solido.
1. Parte prima: Equivalente in acqua del calorimetro
Versa nel calorimetro una massa d'acqua M=200g. Inserisci nel calorimetro un termometro con il bulbo sospeso nell'acqua. Mescola e leggi, dopo che si è stabilizzata, la temperatura indicata dal termometro T1.
Scalda nel becher una massa di acqua anch'essa di 200g. Quando la temperatura giunge a T2=70 0
C versa l'acqua di questo secondo becher nel calorimetro. Rimescola e, quando la temperatura è stazionaria, leggine il valore Tf.
La quantità di calore ceduta dall'acqua calda è data da:
Q2=M(Tf ­ T2)cacqua e dovrebbe essere uguale alla quantità di calore assorbita dall'acqua fredda, cioé:
Q1=M(Tf – T1)cacqua
Stima la temperatura di equilibrio.
In realtà sperimentalmente si trova:
Q2 =
Q1 =
La quantità di calore è stata assorbita dal calorimetro. Chiamiamo equivalente in acqua del calorimetro (costituito da calorimetro e termometro) la massa di acqua che avrebbe lo stesso aumento di temperatura del calorimetro se assorbisse la stessa quantità di calore.
Questa massa si calcola dividendo (Q2 – Q1) per il ΔT del sistema e per il calore specifico dell'acqua.
Mcal =
2. Parte seconda: Determinazione del calore specifico di un liquido
Possiamo ora procedere al calcolo del calore specifico di un altro liquido, in questo caso l'alcool (densità: 0,8 g/cm3). Scalda 200ml di acqua ad almeno 60 0C, versala nel calorimetro e misurane la temperatura Tcal con precisione;
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misura con il cilindro graduato 70ml di alcool e misurane la temperatura Ta;
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versa l'alcool nel calorimetro, mescola e misura la temperatura finale Tf; •
massa di acqua iniziale (tenendo conto del calorimetro): ma =
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calore ceduto dall'acqua: Qa=
Qa è anche il calore assorbito dall'alcool, che si può scrivere come:
Q = malcool ΔTalcoolcalcool
quindi è possibile calcolarsi il calore specifico di questo liquido, calcool.
Calcool = (in cal/g0C)
Calcool = (in J/Kg0C)
3. Parte terza: Determinazione del calore specifico di un solid0
Si può procedere al calcolo del calore specifico di un metallo. Prendi il corpo in piombo e pesalo con la bilancia; la sua temperatura invece sarà uguale alla temperatura ambiente Ta.
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Mpiombo =
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Tpiombo =
Scalda 100ml di acqua ad almeno 700C, versala nel calorimetro, aspetta qualche istante che venga raggiunto l'equilibrio e misura la Tcal con precisione;
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Tcal=
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immetti il solido nel calorimetro, aspetta che raggiunga l'equilibrio termico e misura la temperatura finale Tf
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massa di acqua iniziale (tenendo conto del calorimetro): ma=
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calore ceduto dall'acqua: Qa =
Il calore ceduto dall'acqua è uguale al calore assorbito dal solido, pari a :
Qpiombo=mpiomboΔTpiombocpiombo
quindi è possibile calcolare il calore specifico del solido:
Cpiombo = (in cal/g0C)
Cpiombo = (in J/Kg0C)
