Calore Specifico-1 - NonSoloFisica.altervista.org

Esperienza in laboratorio: Il calore specifico
Vincenza Filippone & Alessandro Veca
Classe III H
Liceo Scientifico Statale G. Galilei Palermo
Abstract: calcolo del calore specifico per risalire alla qualità del materiale del corpo preso in
esame
Materiali e/o attrezzature:
• Corpo calorimetrico
• Calibro ventesimale
Il calibro (dall'Arabo qālib) è uno strumento di
misura della lunghezza, adatto a misurare (con
precisione del decimo, del ventesimo, del
cinquantesimo e del centesimo di millimetro)
la larghezza di un oggetto, la distanza tra due
facce piane in una concavità, la profondità di
un solco o foro.
• Bilancia
• Calorimetro delle mescolanze
Il calorimetro delle mescolanze è lo
strumento usato per determinare i
calori specifici e i calori latenti delle
sostanze. Si tratta di un thermos con
le pareti rivestite da un materiale
isolante in modo da rendere minima
la dispersione di calore. Il coperchio
ermetico è dotato di due fori che
consentono l’introduzione di un
termometro e di un agitatore per
uniformare la temperatura del liquido
contenuto all’interno.
• Fornello elettrico o a gas
•
•
Becher
Il becher è utilizzato nei laboratori chimici
generalmente come recipiente.È
generalmente di vetro o di vetro
borosilicato che permette l'utilizzo a
temperature elevate. Sono diffusi anche
becher in materie plastiche come il
polipropilene o il polimetilpentene. È di
forma cilindrica con un beccuccio, di varia
capacità e generalmente si trova tarato o
graduato, anche se, a causa del diametro
piuttosto grande, le graduazioni vengono
utilizzate solo a scopo indicativo.Serve
soprattutto a raccogliere liquidi,sciogliere
sostanze e creare soluzioni.Il nome becher
deriva dal termine tedesco Becher che
indica un contenitore cilindrico.
• Cilindro graduato
• Termometro
•
Acqua
Procedimento
Misurare massa, diametro e altezza del cilindro metallico.
Prendere 250 ml d’acqua con il cilindro graduato e versarla
nel calorimetro
Misurare la temperatura iniziale dell’acqua con il termometro.
Versare un ulteriore quantitativo d’acqua nel becher in pyrex, mettere il becher su un fornello e
portare l’acqua alla temperatura di ebollizione (100°C)
Una volta portata l’acqua ad ebollizione, immergervi il cilindro di metallo fino al
raggiungimento della temperatura di 100°C anche da parte del pesetto.
Togliere il corpo dall’acqua e metterlo rapidamente all’interno del calorimetro con l’acqua
precedentemente versata al suo interno
Mescolare l’acqua con l’apposito gancio presente all’estremità superiore del calorimetro per far
sì che, all’interno del calorimetro, la temperatura sia uniforme (temperatura di equilibrio)
Dopo qualche minuto misurare la temperatura di equilibrio: essa sarà maggiore di quella
originaria dell’acqua e minore di quella del pesetto.
Calcolare il ∆T del corpo e dell’acqua presenti nel calorimetro
Uguagliare l’energia di transito (calore) ceduta dal corpo metallico all’opposto di quella
ricevuta dall’acqua nel thermos
Ricavare il calore specifico del corpo
Calcolare la densità del corpo, in seguito alla misurazione della massa e del volume del pesetto
Definire il materiale del corpo, confrontando i dati ottenuti con quelli della tabella del calore e
del peso specifico dei metalli
Calcolare l’errore percentuale per accertare la validità dell’esperienza
Risultati
-Dati del corpo (C):
- r= 2,2cm - d= 4,4 cm - h= 4,62 cm
- mc= 199g=0,199kg
- Ti= 100°C (temperatura di ebollizione dell’acqua)
-Dati dell’acqua (A):
- ma=250 ml= 250 g
- Ti= 20°C (temperatura ambiente)
- Tf (temperatura di equilibrio)= 31°
-Calcolo del calore specifico
Nel calorimetro abbiamo versato una massa d’acqua ma= 250 g ad una temperatura Ti= 20°C.
Abbiamo introdotto l'oggetto di metallo di massa mc= 199g ad una temperatura Ti= 100°C
Dopo un certo tempo, viene raggiunta la temperatura di equilibrio Tf= 31°
Uguagliamo le quantità di calore scambiate
Q1 = Q2
ma Csa ∆Ta = mc CsC ∆TC
0,25kg*4186J/kg°C*(-11°C) = 0,199kg*csC*(-69°C)
CsC = -11°C*0,25kg*4186J/kg°C
-0,199kg*69°C
CsC = 838,3J/kg°C
-Calcolo della Densità
Ab=π r2
V= Ab h
D(densità)= m/V
Ab = (2,2)2 x 3,14 = 15,19 cm2
V=15,19 x 4,62= 70,21 cm3
D= 199/70,21= 2,83 g/cm3
Confrontando i due risultati ottenuti rispettivamente con la tabella del calore specifico dei metalli e
quella delle densità, si desume che le due caratteristiche prese in esame corrispondono a quelle
dell’alluminio (vi è un lieve margine di errore, Cs= 896)
-Calcolo errore percentuale 896-838= 58
58:896=x:100
x= 58 ·100 = 6,47%
Si conclude che il cilindro metallico preso in esame è costituito da alluminio.
(Il calore specifico calcolato corrisponde con un margine di errore del 6,47% a
quello dell’alluminio; poiché l’errore percentuale del calcolo è sotto il 10%,
l’esperienza può ritenersi valida).