Laboratorio di Fisica

Determinazione sperimentale dell’equivalente in acqua del calorimetro e del calore specifico di una massa incognita.

         

 

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