Pagina nouă 1
Obiectivul acestui experiment este de a verifica acest lucru 1 calorie = 4.186 jouli.
Un calorimetru cu element de încălzire electric, o sursă de curent continuu, doi multi-metri, un termometru, câteva fire de conectare, apă, un cronometru și o scală de masă
În ultimele decenii, mulți oameni de știință și experimentatori au verificat în mod repetat că, atunci când o calorie de căldură este transformată în muncă mecanică sau electrică, se generează 4,18 J de muncă și invers.
Elementul de încălzire dintr-un calorimetru poate fi conectat la o sursă de energie pentru o anumită perioadă în care munca electrică (energie) determină o creștere a temperaturii fluidului din calorimetru. Rezultatul este transformarea muncii electrice în energie termică. Pentru a calcula energia livrată calorimetrului, formula pentru putere Poate fi folosit:
P = W/t sau W = Pt
Întrucât puterea electrică este P = V I, ecuația de mai sus, care dă consumul de energie electrică, devine:
W = V I t (1)
Pe de o parte, măsurând tensiunea aplicată V, curentul efectiv I și timpul de consum t, energia electrică livrată calorimetrului poate fi calculată prin această formulă. Pe de altă parte, măsurând temperaturile inițiale și finale ale calorimetrului, precum și masele de apă, recipientul din aluminiu și elementul de încălzire (inclusiv accesoriile acestuia), se poate calcula cantitatea de căldură generată. Desigur, căldurile specifice de apă, aluminiu, precum și elementul de încălzire trebuie să fie obținute din textul de fizică sau dintr-un manual. Căldura absorbită în calorimetru este
Qtotal = Qwater + Qaluminum + Qelement
Rețineți că elementul de încălzire în sine are o masă mică, iar masa acestuia poate fi adăugată la masa picioarelor metalice de care este atașat. Acest lucru nu va introduce erori semnificative. Prin urmare, este mai bine să măsurați masa ansamblului elementului de încălzire împreună și să utilizați pur și simplu căldura specifică din alamă, deși elementul în sine poate avea o căldură specifică diferită. Ansamblul de elemente de încălzire existente în calorimetru în acest laborator este în principal din alamă. Prin urmare, ecuația de mai sus poate fi scrisă ca:
Această ecuație calculează căldura totală generată în calorii ca rezultat al muncii electrice efectuate în elementul de încălzire din jouli. Ambele valori pot fi calculate pentru a determina câți jouli poate genera o calorie sau invers.