Laborationsrapport, vattens värmekapacitet

4238 visningar
uppladdat: 2018-04-12
Nedanstående innehåll är skapat av Mimers Brunns besökare. Kommentera arbete

Laborationsrapport

Ta reda på vattnets specifika värmekapacitet

Kurs: Fysik 1

Laborant:

Medlaborant:

Klass: Na17A

Datum: 19/3 2018

 

Sammanfattning

I denna laboration undersöktes vattnets specifika värmekapacitet med hjälp av en värmespiral och en termometer. Vattnets specifika värmekapacitet befanns vara 4,4 kJ/(kg×K) vilket någorlunda stämmer överens med vattnets egentliga värmekapacitet: 4,2 kJ/(kg×K).






























Syfte

Laboranten ska även förstå sig på begreppet specifik värmekapacitet och lära sig hur det kan användas i andra uträkningar.

 

Frågeställning

Vad är vattnets specifika värmekapacitet (c) i J/(kg×K)?

 

Teori

För att kunna uppskatta vattnets specifika värmekapacitet måste man först begripa vad värmekapacitet innebär. Specifik värmekapacitet är antalet joule som krävs för att värma upp ett kg av ett material en grad (celsius eller kelvin). Eftersom försöket pågår i 5 min (300 sekunder) och värmespiralen har effekten 271 W (271 J/s) innebär det att den totala mängden energi som kommer tillsättas till vattnet är ca 80 kJ (271 J/s ×300 s = 81300 J). Vattnets massa är 506 g vilket nästan ungefär 0,5 kg. Detta gör det relativt lätt att gissa den ungefärliga värmekapaciteten om man vet hur mycket vattnet kommer att värmas upp men om gissningen är att vattnets temperatur kommer öka med ungefär 35° skulle det innebära att värmekapaciteten kan uppskattas till ungefär lite drygt 1 kJ/(kg×K). (80 kJ × (0,5 kg/35°K))= 1,1 kJ/(kg×K)

 

Materiel

  • Vatten 506g = 0,506kg

  • Isolerad termos

  • Värmespiral med effekten 271 W (J/s)

  • Tidtagarur

  • Grafritande räknare

  • Termometer

  • Våg

 

Utförande

Först vägdes vatten upp i en termos som ska hålla värmen till 506 g. Sedan stoppades en värmespiral med effekten 271 W ner i vattnet tillsammans med en termometer. Ett tidtagarur startades samtidigt som värmespiralen slogs på. Var 30:e sekund mättes och antecknades vattnets temperatur i ℃. De resultat som gavs av          mätningarna syns i tabellen nedan. Under uppvärmning rördes vattnet runt med jämna mellanrum för att vattnets värmeenergi skulle vara lika stor överallt i bägaren. När 10 mätningar var klara efter 5 minuter stängdes värmespiralen av och plockades ut ur vattnet.

Genom linjär regression gavs resultatet att vattnets specifika värmekapacitet är 4440  kJ/(g×K) alltså ungefär 4,4 kJ/(kg×K).



Resultat



E

Tid (s)

Temperatur (℃)

ΔT

 

0

0

7,9

0

8130

30

7,9

0

16260

60

9,0

1,1

24390

90

11,3

2,3

32520

120

14,1

2,8

40650

150

16,5

2,4

48780

180

23,3

6,8

56910

210

30,7

7,4

65040

240

32,9

2,2

73170

270

35,0

2,1

81300

300

41,9

6,9

 

Analys av resultat

Vattnets temperatur ökar med 0-7,4 ℃ var 30:e sekund om den tillförda energin är 271 W och vattnets massa är 506g. Utan avrundningar i mellanräkningarna; om resultaten behålls i räknedosan beräknas vattnets specifika värmekapacitet vara 4400 J/(kg×K). Beräkningar och linjär regression nedan.








Såhär kommer det se ut om punkterna plottas in i ett diagram:



Temperatur (℃)

                                                                                                                                                         Tid (s)

Linjär regression

y=ax+b (y=kx+m)

Där a motsvarar k-värdet

Insatta värden med E som L1 och som temperatur i grader celsius som L2 ger

a=4,44×10-4=k

 

Använder formeln E=cmΔT

ger att  ΔT=(1/m×c)×E

 

Vilket ger

c=1/k×m

c=1/(4,44×10-4×0,506 kg)≈4440 J/(kg×K)

 

Värmekapaciteten för vatten beräknas vara 4440 J/(kg×K), alltså 4,4 kJ/(kg×K)






Slutsats

Utifrån de resultat som gavs av försöken går det att dra den slutsatsen att vattnets specifika värmekapacitet är runt 4400 J/(g×K).

 

Diskussion/Felkällor

Det går att ungefärligt ta reda på ett ämnes ungefärliga värmekapacitet med väldigt enkel utrustning. Enligt formelboken är vattnets specifika värmekapacitet 4,19 J/(kg×K) vilket innebär att våra värden var ungefär 0,2 J/(kg×K) från den egentliga värmekapaciteten. Detta resultat är ungefär vad som kan förväntas efter att ha tagit hänsyn till alla eventuella felkällor.

 

Det finns många felkällor som skulle kunna ha påverkat resultaten;

 

  1. ...läs fortsättningen genom att logga in dig.

    Medlemskap krävs

    För att komma åt allt innehåll på Mimers Brunn måste du vara medlem och inloggad.
    Kontot skapar du endast via facebook.

Källor för arbetet

Saknas

Kommentera arbetet: Laborationsrapport, vattens värmekapacitet

 
Tack för din kommentar! Ladda om sidan för att se den. ×
Det verkar som att du glömde skriva något ×
Du måste vara inloggad för att kunna kommentera. ×
Något verkar ha gått fel med din kommentar, försök igen! ×

Kommentarer på arbetet

Inga kommentarer än :(

Liknande arbeten

Källhänvisning

Tilda Gasslander [2018-04-12]   Laborationsrapport, vattens värmekapacitet
Mimers Brunn [Online]. http://mimersbrunn.se/article?id=60286 [2018-10-18]

Rapportera det här arbetet

Är det något du ogillar med arbetet? Rapportera
Vad är problemet?



Mimers Brunns personal granskar flaggade arbeten kontinuerligt för att upptäcka om något strider mot riktlinjerna för webbplatsen. Arbeten som inte följer riktlinjerna tas bort och upprepade överträdelser kan leda till att användarens konto avslutas.
Din rapportering har mottagits, tack så mycket. ×
Du måste vara inloggad för att kunna rapportera arbeten. ×
Något verkar ha gått fel med din rapportering, försök igen. ×
Det verkar som om du har glömt något att specificera ×
Du har redan rapporterat det här arbetet. Vi gör vårt bästa för att så snabbt som möjligt granska arbetet. ×

Logga in med Facebook