La plupart des élèves savent déjà qu'une cuillère dans une tasse de cacao en mousse devient chaude, mais pas la tasse parce que la chaleur est transférée plus facilement à la cuillère. Un calorimètre est également constitué d'une coupelle isolée qui limite la chaleur perdue par le système encore plus qu'une coupelle en mousse ordinaire. Cela permet aux étudiants de réaliser des expériences précises de transfert de chaleur. La chaleur et la température ne sont pas les mêmes choses. La chaleur est l'énergie totale d'un matériau, calculée en multipliant la température, la masse et la chaleur spécifique du matériau. Puisque l'énergie thermique est transférée lors du mélange des matériaux, le taux d'échange thermique entre les deux matériaux dépend de la masse et de la chaleur spécifique de chaque matériau.

Expérience du calorimètre de base: transfert de chaleur de l'eau

la masse du calorimètre vide avec une balance. Enregistrer sur un tableau de données.

Verser de l'eau froide - pas de glace - dans le calorimètre jusqu'à ce qu'il soit rempli au tiers. Trouvez la masse totale du calorimètre et de l'eau froide. Enregistrez la masse sur le tableau de données.

Placez le couvercle sur le calorimètre et poussez un thermomètre dans la fente du couvercle. Assurez-vous que le thermomètre atteint l'eau.

Répétez les étapes 1, 2 et 3, cette fois en utilisant de l'eau chaude. L'eau chaude doit avoir un minimum de 50 degrés Celsius.

Versez l'eau chaude du calorimètre dans l'eau froide du deuxième calorimètre. Fermez rapidement le couvercle pour réduire les pertes de chaleur indésirables.

Poussez le thermomètre dans le trou du couvercle et observez la température de l'eau mélangée. Une fois que la température arrête de changer, enregistrez dans le tableau des données.

Répétez l'expérience deux fois avec différentes masses d'eau.

Terminez les calculs pour trouver la masse totale d'eau chaude et froide. Calculer le changement de température de l'eau froide après le mélange. Répéter avec les données d'eau chaude.

En utilisant cette information, calculer l'énergie thermique de l'eau froide en utilisant l'équation suivante: L'énergie thermique de l'eau froide est égale à la masse d'eau froide multipliée par le changement de température de l'eau froide par la chaleur spécifique de l'eau qui est d'une calorie par gramme. Répéter avec de l'eau chaude, en utilisant les données d'eau chaude pour déterminer son énergie thermique finale.

Trouver l'énergie thermique de l'eau mélangée en calculant la masse et la température du mélange et multiplier par la chaleur spécifique de l'eau. >

Astuce

La chaleur spécifique est la quantité de chaleur nécessaire pour augmenter la température d'un gramme du matériau d'un degré Celsius.
Étendez cette expérience en transférant des rondelles en métal chaud dans une tasse de l'eau froide en gardant à l'esprit que chaque matériau a sa propre chaleur spécifique. Étendre en ajoutant différentes quantités ou les températures de départ de l'eau chaude ou froide pour montrer que la température et le transfert de chaleur effet de masse.

Avertissement

Utiliser des lunettes de sécurité et des gants résistants à la chaleur.