Esperienza in laboratorio: Il calore specifico

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Maddalena Mauri
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Esperienza in laboratorio: Il calore specifico Vincenza Filippone & Alessandro Veca Classe III H Liceo

Galilei Palermo Abstract: calcolo del calore specifico per risalire alla qualità del materiale del

(dall'arabo qālib) è uno strumento di misura della lunghezza, adatto a misurare (con precisione del

1 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.

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.

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.

2 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.

3 Cilindro graduato Termometro Acqua

4 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,

5 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)

6 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

7 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 Cs a T a = mc Cs C T C 0,25kg*4186J/kg C*(-11 C) = 0,199kg*csC*(-69 C) Cs C = -11 C*0,25kg*4186J/kg C -0,199kg*69 C Cs C = 838,3J/kg C

8 -Calcolo della Densità A b =π r2 V= A b h D(densità)= m/v A b = (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 = 58 58:896=x:100 x= = 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).

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