ESPERIMENTI CON IL CALORIMETRO
Parte 1°: determinazione dell’equivalente in acqua del calorimetro
Durante lo scambio di calore una parte di questo viene assorbita dal calorimetro ed è molto difficile da determinare.
Si suppone quindi che il calorimetro “sia costituito da acqua” : tale massa “fittizia” di acqua è detta equivalente in acqua del calorimetro ed indicata con il simbolo me
L’equazione dell’equilibrio termico, nel calorimetro, potrà essere così riscritta:
cs · (m1 + me) · (te – t1) = - cs · m2 · (te – t2) dalla quale si ricaverà me
La massa di acqua me rappresenta un valore di “correzione” da utilizzare impiegando “quel” calorimetro.
Materiali
Calorimetro - termometro - acqua
Dati dell’esperienza e misure
m1 = 0,150 Kg (massa 1 dell’acqua a temperatura minore, inserita nel calorimetro)
t1 = misurare (°C o in K) (temperatura dell’acqua nel calorimetro)
cs1 = 4186 J/Kg ·°k (calore specifico dell’acqua)
m2 = 0,150 Kg (massa 2 dell’acqua a temperatura maggiore aggiunta nel calorimetro)
t2 = 100°C (temperatura dell’acqua aggiunta)
te = da misurare (temperatura di equilibrio raggiunta dalle due masse di acqua)
Parte 2°: determinazione del Cs di una massa incognita
Materiali
Calorimetro - termometro - massa di metallo
Principio dell’esperienza
Posti in un calorimetro i corpi m1 ed m2 di cui m2 a temperatura maggiore, la quantità di calore ceduta da m2 è uguale alla quantità di calore assorbita dal corpo m1 (si tenga conto di me). Al termine dello scambio termico i due corpi avranno raggiunto la medesima temperatura di equilibrio te.
Qm1 = -Qm2 cioè m1 cs1 ∆t1 = - m2 cs2 ∆t2
Dati dell’esperienza e misure
m1 = 0,150 Kg (massa 1 dell’acqua contenuta nel calorimetro)
t1 = misurare (°C o in K) (temperatura dell’acqua nel calorimetro)
cs1 = 4186 J/Kg ·°k (calore specifico dell’acqua)
m2 = …….. Kg (massa 2 del corpo metallico)
cs2 = da determinare (calore specifico del corpo metallico)
t2 = 100°C (o 373K) (temperatura del corpo metallico)
te = da misurare (temperatura di equilibrio raggiunta dall’acqua e dal corpo metallico)
Procedimento
Misurare le temperatura t1 dell’acqua contenuta nel calorimetro. Inserire nel calorimetro il corpo metallico ed agitare delicatamente. Misurare quindi la temperatura di equilibrio te. Calcolare il calore specifico del solido di metallo. Ricercare sulle tabelle il corrispondente materiale.
Calcoli
L’equazione da utilizzare è:
m1 cs1 (te - t1) = - m2 cs2 (te - t2) da cui ricavare cs2 utilizzando la formula inversa