Termodinamica

Termodinamica
SISTEMA TERMOLOGIA
AL4862.10
Questo sistema introduce i concetti fondamentali della termodinamica, permette esperimenti sul calore ed aiuta a realizzare una valutazione quantitativa sugli argomenti che introducono allo studio della
termodinamica.
Leggi e principi trattati:
radiazione termica, ebollizione e condensazione, calorimetro e legge
di Joule, legge di Dalton sulle pressioni parziali, equilibrio termico
di miscele di liquidi, evaporazione di due liquidi differenti, espansione del ghiaccio, punti di riferimento del termometro, equazione e
legge di Fourier, sensibilità al calore e legge di Locke, espansione
lineare di un solido, bulbo dell’igrometro asciutto e bagnato, umidità relativa, psicrometria e
contenuto di umidità, legge di Newton del riscaldamento e del raffreddamento, transizioni di
fase, principio di funzionamento del bollitore di Franklin, soluzioni sature e sovrassature,
differenti fenomeni in soluzione a differenti temperature, calore specifico, agitazione termica,
conduzione ed espansione, termostato e termocoppie, effetto di Peltier-Seebeck.
Componenti principali:
termometro, multimetro digitale con termocoppia,
beakers, beuta da vuoto, cilindro graduato, provettone da centrifuga, grasso al silicone, tubo in silicone,
tubo sagomato ad “U”, calorimetro con dispositivo
per la legge di Joule, cavi di collegamento, serie di
tappi in gomma e blocchetti in paraffina, tubi in
acciaio e in alluminio per l’espansione termica lineare, barre sagomate ad “U” in alluminio, ottone, acciaio, con differenti diametri, cilindri per calore
specifico, bunsen con bomboletta, treppiede di sostegno e retina spargifiamma, comparatore
1/100 mm con supporto, bollitore di Franklin, permanganato di potassio, strisce bimetalliche
con contatti elettrici, base multiuso universale, supporto multifunzione con asta e pinza.
Elenco degli esperimenti dettagliati nel manuale di istruzioni:
sensibilità al calore ed equilibrio termico, misurazione del coefficiente di espansione volumetrica
dell’acqua, punti fissi del termometro, misurazione della temperatura con una termocoppia di tipo
T, espansione lineare di un solido, coefficiente di espansione del ferro e dell’ottone, esempio di
utilizzo di un termostato, misurazione del punto di ebollizione dell’alcol, ebollizione al di sopra
ed al di sotto della pressione atmosferica, misura del calore di evaporazione dell’acqua, il grafico
della solidificazione della paraffina, soluzioni sature e sovrassature, bulbo dell’igrometro asciutto
e bagnato, espansione dell’aria a pressione costante, convezione termica in un fluido, conduttività
termica nel ferro, nell’ottone, nell’alluminio e nel rame, conduzione del calore attraverso l’acqua,
assorbimento della radiazione termica, isolamento termico, costruzione di un semplice vaso
Dewar, riscaldamento di differenti quantità di liquido, capacità termica specifica di liquidi e solidi, temperatura di equilibrio di miscele di liquidi, capacità termica del calorimetro, conversione
dell’energia meccanica in energia termica, effetto Joule, espansione del ghiaccio, calore latente di
evaporazione dell’acqua, evaporazione di due differenti liquidi, innalzamento del punto di ebollizione.
Valigetta termologia TA-2
La sorgente di calore, la
naftalina, l’acqua e il
ghiaccio sono i soli
componenti mancanti.
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MT09972
Questa valigetta contiene tutto il materiale necessario per l’esecuzione di 35 esperienze
riguardanti i seguenti argomenti
Termometria: Calore e temperatura, verifica di un termometro, bilama metallica.
Calorimetria: Bilancio termico, potere calorifico, valore in acqua del calorimetro, curva di
riscaldamento di un liquido, verifica di un bilancio termico, calore specifico di un solido,
calore specifico di un liquido.
Dilatazione lineare di un solido, di un liquido, di un gas, anomalia dell’acqua, anello di
Gravesande.
Cambiamento di stato: cambiamento di stato dell’acqua, sublimazione, punto di fusione
del ghiaccio, punto di ebollizione di un liquido, miscele frigorifere, curve di fusione e di
solidificazione, condensazione del vapore, distillazione, condensazione, punto di
ebollizione e di congelamento di una soluzione, influenza della pressione sul punto di
ebollizione.
Propagazione del calore: in un solido per conduzione, nei liquidi e nei gas per convezione,
per irraggiamento, assorbimento del calore conduttività termica dell’acqua.
Trasformazione di energia: Trasformazione calore/lavoro, macchina termica,
trasformazione dell’energia da elettrica in termica.
Accessori consigliati:
Pyromaxi® 500W/750 °C
Naftalina (conf. 500 g)
www.mlsystems.it
MT10045
MT595500
Termodinamica
Studio della legge di Boyle e Mariotte
NL1555
Serve a dimostrare la relazione esistente tra pressione e volume.
L’apparecchio è costituito da un cilindro in plexiglass con graduazione
volumetrica , un pistone con guarnizioni e un’asta filettata completa di
manopola.
Un manometro misura la pressione all’interno del cilindro.
Dimensioni del cilindro Øxh 40x300 mm
L’apparecchio è predisposto per il collegamento al sensore di pressione.
Esperienza online
Interfaccia LabQ, Software LP, sensore di pressione.
DeltaVi 
MT02538
Questa esperienza permette di verificare la formula
pv = cost mantenendo la temperatura costante. Il
sistema è composto da una cameretta in ABS
completa di stantuffo regolato da vite manopola ad
avanzamento micrometrico per la variazione del
volume; ad un giro della manopola corrisponde 1
cm3 di volume con la precisione di 0,01 cm3.
Accessorio non indispensabile:
Pallone da 100 ml a fondo piatto
MT06998
Con questo pallone opzionale si aumenta il volume
della cameretta.
Kit 2a legge di Gay Lussac (Charles)
Esperienza online :
Interfaccia LabQ o LabPro,
Software LP, sensore di
temperatura, sensore di
pressione.
Esperienza online: Interfaccia LabQ, Software LP,
sensore di pressione per gas
DeltaTi
ML2534S
Set 4 barrette conduttive MT03150
Questa esperienza permette di verificare la formula
P = f (T) a V = cost ovvero la seconda legge di Gay
Lussac. L’apparecchio è costituito da una cameretta in
rame completa di tubature per raccordo a sonda
termometrica e sonda barometrica.
Il sistema viene fornito completo di tappo forato in
gomma per l’inserimento della sonda di temperatura.
Dim. : h x Ø 175 x 42 mm
Contiene un supporto porta barrette e 4 barrette,
coperte di un materiale termosensibile, rendendo
così visualizzabile la differente velocità di propagazione del calore.
Le barrette sono di materiale differente:
Ferro, Alluminio, Rame, Ottone.
Basta immergere le barrette in acqua calda e
visualizzare la differente conduzione termica
Le barrette sono riutilizzabili e non richiedono
alcuna fiamma.
Esperienza online
Interfaccia LabQ, Software LP, sensore di temperatura,
sensore di pressione per gas.
Legge di Gay Lussac
Apparecchio legge di Boyle
ML2424
L’attrezzatura consente di realizzare
esercitazioni per la verifica della legge sui
gas PV=nRT. Il kit comprende un matraccio
Erlenmeyer da 250 ml e una serie di tappi,
tubi e pinze per l’espletamento delle
esperienze.
Valigetta “leggi dei gas”
Il kit contiene gli strumenti necessari
per la dimostrazione delle tre leggi
fondamentali dei gas.
• Legge di Boyle,
• Legge di Charles
• Legge di Gay Lussac
Le apparecchiature utilizzate non
contengono mercurio e sono molto
semplici da assemblare.
- 1 cilindro da 500 ml con tappo
- 1 pipetta graduata 10 ml con tubo
TC30.011
-
1 becher 1000 ml
1 termometro -10÷110 °C
1 fiala da 50 ml con supporto
2 pinze metalliche
1 siringa 60 ml
1 disco di gomma antiscivolo
1 manometro 0÷1600 mm H2O
1 manometro 0 ÷ 4 bar
1 spruzzetta
1 agitatore in plastica
1 guanti in lattice
1 occhiale di protezione
AL4187.19
La forma essenziale dell’apparecchio da un approccio
naturale alle basi empiriche della legge di Boyle; esso
diviene un modo semplice di avvicinare il lato sperimentale della fisica ed introdurre a vista i concetti di
vuoto, pressione, densità, ecc.
Componenti principali
 Supporto verticale con guide laterali e scala in mm
 Coppia di supporti scorrevoli
 Contenitore tubolare, graduato, in vetro
 Tubo flessibile trasparente con vaso di espansione
da un lato ed aperto dall’altro lato.
Leggi e principi investigati:
Legge di Boyle e pressione atmosferica.
Il tubo riempito con mercurio e collegato ad un serba-
www.mlsystems.it
toio chiuso permette di studiare le sostanze aeriformi
nel contenitore di espansione; innalzando o abbassando
l’altra estremità del tubo, si ottiene la compressione o la
rarefazione del gas: pv = cost (legge di Boyle-Mariotte)
Il prodotto della pressione e del volume di un gas è
costante quando la temperatura è fissata. La variazione
della colonna di mercurio implica una simultanea variazione del volume occupato dalla sostanza.
L’apparato può anche essere usato per determinare la
pressione atmosferica. Il mercurio, grazie all’alta densità ed alla pressione di vapore saturo molto bassa, a
temperatura normale, permette un’immediata misura
della pressione atmosferica: il barometro di Torricelli.
É indispensabile:
Mercurio (500 ml)
AL4207.55
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Termodinamica
Calorimetro infrangibile
MS1051
Apparecchio per la dilatazione, tipo Gunther
Ampolla termica in vetro isolante da 500 ml e involucro esterno in polipropilene infrangibile.
Completo di coperchio in bachelite, agitatore e tappo forato per termometro.
Accessori per calorimetro serie MS:
Dispositivo calorimetrico “J”
MS1053
Coperchio addizionale con resistenza da
2 ~ 3 Ω , boccole per spine da 4 mm, agitatore e tappo forato per il termometro.
In alternativa l’intero calorimetro:
Calorimetro infrangibile completo MS1052
É identico al modello MS1051 ma fornito
con un solo coperchio completo di agitatore, tappo forato, resistenza elettrica e
boccole per spine da 4 mm.
Accessorio consigliato:
Termometro 0÷50 °C
Calorimetro ad alta precisione a vaso Dewar
MT00174
MT02621
Questo calorimetro è particolarmente indicato per uno
studio approfondito della
calorimetria. Un collare in
materiale plastico separa la
parte metallica da quella in
vetro. La capacità utile del
vaso è di 500 ml.
Il corpo è in alluminio e il
vaso Dewar in vetro.
Il valore in acqua del calorimetro con l’agitatore è 14,7 kcal/°C
Calore massa Al: 0,214 kcal/kg-1 x k-1 Calore massa vetro 0,84 kcal/kg-1 x k-1
Accessori consigliati:
Termometro -1 ÷ +50 °C
Riscaldatore a immersione da 500 W
La stessa esperienza si può effettuare utilizzando
e dimostrando la legge di Joule
Alimentatore 6/12 V-5 A
Reostato da 3,3 Ω 320 W
Serie di 4 resistenze ad immersione (0,5-1-2-5 Ω)
pag. 68
MT10018
Generatore di vapore
MS1020
Composto da un pentolino da 500 ml con valvola di
sicurezza e coperchio provvisto di beccuccio per tubo di
gomma, ganci di sicurezza ed anello zavorra che consente
lo sfiato del vapore in caso di aumento o della pressione.
Piastra termica 300W/220V
MS1021
Adatta per l’utilizzo del generatore di vapore
Pirometro ad alcool ST3805
Per evidenziare la dilatazione lineare dei
solidi. Un indice mobile su una scala
graduata consente di apprezzare la
dilatazione di una barretta metallica
riscaldata. Completo di vaschetta porta
alcool e di tre barrette rispettivamente di
Ferro, Alluminio e Ottone.
Apparecchio di Callendar MS0050
Questo apparecchio permette di misurare la
quantità di calore prodotta da un lavoro.
L’apparecchio comprende un calorimetro ad
acqua (Ø 50 mm), una treccia di nylon, una
manovella, un peso da 5 Kg e un termometro.
pag. 66
PR322/3,3
MT03988
in materiale plastico di Ø 40 mm completi di boccole per spine da 4 mm
Cassetta di Ingehnousz
ST3908
Apparecchio in fase di modifica
Vaschetta completa di 5 aste di materiali
diversi: alluminio, rame, ottone, ferro e
zinco.
Bilama da dimostrazione
Calorimetro con resistenza
Calorimetro senza resistenza
P65010
Completo di agitatore e tappo forato, coperchio per resistenze.
Corpo int. ed esterno in alluminio, volume esterno 500 ml, utile 200 ml
Anello di Gravesande
Diametro dell’anello 2,5 cm
ST3831
MT02462
Una bilama metallica viene ricoperta da una
resistenza elettrica. Collegando il sistema ad una
sorgente elettrica si ottiene un ciclo alternato di
dilatazione e contrazione.
P65011
Completo di agitatore, tappo forato per
il termometro, coperchio con resistenza
elettrica da 2 ~ 3 Ω e boccole per spine
da 4 mm.
Corpo interno ed esterno in alluminio.
Volume esterno 500 ml, utile 200 ml
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A-4200.22
Strumento ideale per la
determinazione del coefficiente di dilatazione dei
liquidi. Un micrometro a
vite, montato alla estremità
opposta al punto di ingresso del vapore, serve a
misurare le variazioni di
lunghezza dell’asta; la
temperatura sarà leggibile ,
tramite un termometro fornito in
dotazione, un multimetro, non
fornito, segnalerà di volta in
volta l’esatto punto di contatto
fra asta e micrometro.
L’apparecchio comprende tre
aste da 50 cm di materiale diverso (ottone, alluminio e ferro), il
supporto porta aste con micrometro ed un termometro a mercurio.
Modulo leggi di Boyle e Charles
MT02798
Due sensori per-mettono di
misurare istante per istante le
variazioni di tempera-tura, e
di pressione, due multimetri
possono fornire i corrispondenti valori; con un
semplice phon ad aria calda è
possibile ottenere la
variazione di temperatura, variando inoltre il valore del volume, tramite
il pistoncino, è possibile studiare le leggi ed ottenere una stima dello
zero assoluto della temperatura.
Uscita di tipo analogica: 1 mV/mbar e 10mV/ °C
Accessori necessari: 2 Multimetri ed una alimentazione di 15Vdc
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Termodinamica
Motore Stirling trasparente
BU10050
Dimostrazione qualitativa e quantitativa
del ciclo Stirling.
Finalità sperimentali:
 Registrazione del diagramma PV
utilizzandolo come macchina termica
 Registrazione del diagramma PV
utilizzandolo come pompa di calore e
come macchina refrigerante
 Determinazione sperimentale della
potenza meccanica ed elettrica in
funzione della velocità
Il motore Stirling può essere utilizzato in tre modi diversi: come macchina
termica, come pompa di calore e come macchina refrigerante. Il cilindro ed
il pistone di spostamento sono in vetro resistente al calore; il cilindro, il
volano, la corona dentata e la copertura dell’ingranaggio sono in vetro
acrilico e ciò permette la chiara osservazione degli eventi nel tempo; gli
alberi a gomito sono montati su cuscinetti a sfere e sono in acciaio
temperato; i bilancieri sono in plastica resistente all’usura. Nel vetro del
cilindro (in pyrex) di compressione (caldaietta), sono incassate delle prese
di misura della temperatura davanti e dietro il pistone, per poter misurare le
differenze di temperatura durante il funzionamento come pompa di calore o
come macchina refrigerante e non è in garanzia; la larga corona dentata, in
vetro acrilico, riporta dei punti serigrafati da utilizzare per la misura del
numero di giri con l’utilizzo di una fotocellula. Per la registrazione del
Determinazione sperimentale
dell’efficienza
 Determinazione delle differenze di
temperatura durante il funzionamento
come pompa di calore e come macchina refrigerante
Accessorio consigliato:
Misuratore di Watt e Joule MT22022

Questo motore si può collegare con l’interfaccia
LabQ (a 100.000 campionamenti al secondo
e con le sonde Vernier
diagramma PV è possibile rilevare la pressione nel cilindro tramite un punto
di misura mediante una connessione per tubo flessibile; la puleggia di
trasmissione può essere registrata al pistone o lasciata libera e serve per
misurare la corsa del pistone ed il corrispondente volume.
Il sistema motore-generatore, tramite una puleggia doppia, permette la
conversione dell’energia meccanica prodotta in energia elettrica e permette
inoltre di fare accendere una lampada integrata nel sistema o di produrre
energia elettrica per il funzionamento, come pompa di calore o come
macchina refrigerante, secondo la direzione di rotazione del motore Stirling.
Per la produzione del calore viene fornita in dotazione una lampada ad alcol.
Caratteristiche tecniche:
Unità generatore-motore: 12 VDC max - Potenza del motore Stirling: ~ 1 W
Dimensioni: 300 x 220 x 160 mm - Peso: 1,6 kg
Kit di interfacciamento per motore Stirling
ML1052
Questo kit comprende una intelaiatura, non mostrata in figura, utile per il sostegno dei sensori, una bandierina per il rilevamento della posizione del
pistone e tutti gli accessori necessari per il corretto funzionamento. Viene fornito un CD con tutte le informazioni per il montaggio, per eseguire la sperimentazione e per ottenere il diagramma P-V. La caldaietta in vetro Pyrex non è in garanzia. Per l’interfacciamento occorre:
Interfaccia LabQ (a 100.000 camp/sec), software LP, sensore di pressione, sensore di posizione e due sensori di temperatura.
Motore Stirling a bassa temperatura
BU10060
Per illustrare il funzionamento e la
struttura del principio di un motore
Stirling. Il cilindro di lavoro è
realizzato in vetro di precisione, il
cilindro di compressione e il volano
in vetro acrilico; ciò consente di
osservare bene i movimenti del
cilindro di lavoro, del meccanismo
di compressione e dell'azionamento
a manovella. Albero a gomiti e
biella con cuscinetti di precisione a
sfera miniaturizzati. Grazie al rivestimento nero opaco della piastra
superiore, questo motore Stirling
può essere utilizzato come motore
solare.
Volano: Ø 110 mm
Funziona col calore della mano
Ngiri: ca. 80 giri/min con Δt 10 ºC
Per mettere in moto il motore Stirling a Dimensioni: 138 mm x 110 mm Ø
Cella solare da dimostrazione LW0150
E’ composta da 4 celle solari in silicio, una volta
illuminate dal sole, o da una lampada di 150W,
riescono a fornire energia per fare girare il motore
elettrico incorporato nell’asse del pannello.
Radiometro di Crooke
JS1524
Per trasformare energia raggiante in energia cinetica
nel campo dell’ infrarosso e dello spettro visibile
bassa temperatura è sufficiente il calore
della mano dell'uomo, per cui è necessaria
una differenza di temperatura di appena
5° C circa tra piastra di base e piastra
superiore
www.mlsystems.it
Ventilatore solare
MT04472
Questo piccolo ventilatore rappresenta la
trasformazione di energia solare in energia
meccanica tramite l’utilizzo di un motorino
elettrico. Il sistema permette di caricare due
pile da 1,5 V tipo R6.
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