Calorimetro - Misura del calore specifico di un metallo.
- Autore:
- Alberto Rossi
0) Scegliere il tipo di metallo (1, 2 o 3);
1) Selezionare la massa (misurata in grammi) di acqua presente nel calorimetro (comprensiva della massa equivalente in acqua del calorimetro);
2) Selezionare la massa (misurata in grammi) del campione di metallo;
3) Selezionare la temperatura iniziale dell'acqua contenuta nel calorimetro (misurata in °C) e leggere la sua temperatura sul termometro;
4) Selezionare la temperatura iniziale del metallo (misurata in °C) e leggere il suo valore sul cursore;
5) Premere il tasto <<Inizia>>; il campione metallico viene introdotto nel calorimetro; da questo momento il calorimetro viene chiuso e il sistema acqua-metallo può essere considerato isolato; la temperatura dell'acqua comincia a variare;
6) Attendere finchè acqua e metallo non raggiungono l'equilibrio termico;
7) Leggere il valore della temperarutura di equilibrio ;
8) Premere il tasto <<Reset>> e ripetere l'esperimento variando il tipo di metallo e/o masse e temperature iniziali.
L'attività proposta può essere utilizzata per simulare la misura del calore specifico di un metallo.
Il modello teorico interpretativo è il seguente:
Ipotizzando che il sistema sia termicamente isolato, il calore ceduto dal metallo è uguale a quello assorbito dall'acqua.
Possiamo quindi scrivere , dove:
sono la massa, il calore specifico e la temperatura iniziale del metallo;
sono la massa, il calore specifico e la temperatura iniziale dell'acqua;
è la temperatura di equilibrio, cioè la temperatura dell'acqua e del metallo una volta raggiunto l'equilibrio termico.
Dalla relazione precedente si ricava facilmente:
.
Il calore specifico dell'acqua vale (per definizione di caloria) .
Per l'annotazione dei valori misurati (massa e temperatura iniziale dell'acqua e del metallo, temperatura di equilibrio) e l'elaborazione dei dati (determinazione del calore specifico del metallo) occorre predisporre opportune tabelle (sulla carta o in un foglio elettronico).