Fizica 8 Coeficienți calorici 2

Coeficienți calorici

Căldura specifică

Căldura specifică (c) reprezintă mărimea fizică ce caracterizează căldura absorbită/cedată de 1 kg de substanță pentru a-și mări/micșora temperatura cu un grad.

Căldura specifică este o constantă de material și o găsim în tabele cu constante fizice (de material).

Căldura primită/ cedată de un corp(Q) în procesul de încălzire/ răcire are următoarea formulă:

m - masa corpului

c - căldura specifică (constantă de material, specifică fiecărei substanțe)

ΔT = Tfinală - Tinițială, variația temperaturii corpului (adică, cu cât crește / scade temperatura lui)

Qprimită > 0

Qcedată < 0

La ecuația calorimetrică vom scrie Qprimită = | Qcedată |

Observație:

Căldurile specifice pot avea valori diferite pentru aceeași substanță dacă aceasta se găsește în stări de agregare diferite.

capă ≠ cgheaţă

Capacitatea calorică

Capacitatea calorică (C) – reprezintă mărimea fizică ce caracterizează cantitatea de căldură necesară sistemului termodinamic pentru a-și varia temperatura cu un grad.

Observație:

Sistemul termodinamic poate reprezenta un calorimetru sau un vas, în care schimbul de căldură este permis doar între corpurile introduse.

Capacitatea calorică a unui calorimetru este înscrisă pe vasul respectiv la fabricația acestuia.

Experiment: Determinarea căldurii specifice a unui corp solid

🔥 Atenție! Acest experiment se efectuează numai în prezența unui adult!🔥 Atenție! Când lucrezi cu surse de foc ai grijă să ai părul strâns și să nu porți haine cu mâneci largi!🔥 Atenție, când lucrezi cu apă caldă să nu te arzi!

Materiale necesare:

Apă rece de la robinet, sită de azbest, stativ, trepied, termometru, calorimetru (vas care izolează termic corpurile din interiorul său de cele din exterior), cilindru de cupru, pahar Berzelius, spirtieră, cârlig.

Descrierea experimentului:

Măsoară cu ajutorul balanței masa apei: m1 = 100 g = 0,1 kg.

Măsoară cu ajutorul termometrului temperatura apei: t1 = 30 °C.

Măsoară cu ajutorul balanței masa cilindrului de cupru: m2 = 78 g = 0,078 kg

Încălzește apă într-un pahar Berzelius cu ajutorul spirtierei și a trepiedului cu sită.

În apa caldă pune cilindrul de cupru și termometrul. Lasă-le câteva minute și apoi citește temperatura cilindrului de cupru încălzit: t2 = 90 °C.

Pune în calorimetru apa rece cântărită.

Cu ajutorul cârligului metalic ia corpul din pahar și pune-l rapid în apa din calorimetru.

Acoperă calorimetrul și agită ușor apa din el.

Urmărește indicațiile termometrului până când temperatura nu se mai modifică. Aceasta este temperatura de echilibru, notată cu te = 35 °C, care reprezintă temperatura finală pentru toate corpurile aflate în contact termic.

Apa rece va primi căldură, iar cilindrul de cupru este corpul cald, care cedează căldură.

Neglijăm capacitatea calorică a calorimetrului, pentru simplificarea calculelor.

Δt1 = te – t1 = variația (creșterea) temperaturii apei (temperatura finală minus cea inițială).

Δt2 = te - t2 = variația (scăderea) temperaturii cilindrului (temperatura finală minus cea inițială).

Scriem ecuația calorimetrică : | Qcedată | = Qprimită

| Qcedată | = m2 ∙ c2 ∙ Δt2 = m2 ∙ c2 ∙ (te - t2)

Qprimită = m1 ∙ c1 ∙ Δt1 = m1 ∙ c1 ∙ (te – t1)

| m2 ∙ c2 ∙ (te - t2) | = m1 ∙ c1 ∙ (te – t1)

Obținem formula pentru determinarea căldurii specifice a cuprului:

Înlocuim în formulă valorile din experimentul nostru:

Concluzia experimentului:

Comparăm cu căldura specifică a cuprului din tabel (385 J/kg∙K) și observăm că valoarea experimentală este destul de departe de valoarea reală.

Ca surse de erori am descoperit: citiri neatente ale temperaturilor corpurilor, a durat cam mult timp până am închis capacul calorimetrului, am realizat o singură determinare în loc de 3 determinări, nu am luat în calcul și capacitatea calorimetrului.

Observație:

În cazul sistemelor neomogene de corpuri, ca în cazul acestui experiment, este necesar să cunoaștem temperaturile inițiale ale corpurilor din sistem, masele lor și căldurile lor specifice.

Astfel vom putea ști evoluția termică a acestui sistem de corpuri.