Specifik värmekapacitet för vatten

17 röster
45843 visningar
uppladdat: 2006-08-30
Inactive member

Inactive member

Nedanstående innehåll är skapat av Mimers Brunns besökare. Kommentera arbete
Uppgift:
Bestäm vattnets specifika värmekapacitet

Materiel:
Isolerad bägare, värmespiral, omrörningssticka, klocka, termometer, sladdar, spänningsaggregat och voltmeter.

Utförande och metod:
Vi ska ta reda på vattnets specifika värmekapacitet genom att beräkna den elektriska energi som åtgår när vattnet värms. Först tar vi reda på rumstemperaturen, eftersom det är den vi ska utgå ifrån när vi tar våra värden. Sedan fyller vi en bägare med en bestämd massa ganska kallt vatten. Vi tänker använda oss av exakt 3 dl vatten vilket med hjälp av densitetsberäkning ger den ungefärliga massan 300 gram. Därefter kopplar vi in värmespiralen till en spänningskälla och reglerar in ström och spänning så att effekten blir 20 watt. När vi får igång effekten 20 watt ska vi även se till att den håller sig så. För att få ett bra värde på vattnets specifika värmekapacitet börjar vi mäta temperaturen ungefär lika lågt under rumstemperaturen som vi avslutar över den. Vi läser av termometern var 30: e sekund. När vi har fått fram en tabell på temperaturen kan vi använda oss av temperaturskillnaden när vi skriver formeln E = c ∙ m ∙ ∆t.

Resultat:
Rumstemperatur: 24,5 ºC
Vattnets volym: 3 dl = 0,3 dm3
Vattnets densitet: 0,998 kg/dm3
Vattnets massa: 0,3∙0,998 kg = 0,2994 kg
Effekt: 20 W
Tid (s) Temperatur (grader C)
0 18,5
30 20
60 20,5
90 21
120 21,2
150 21,8
180 22
210 22,7
240 23
270 23,8
300 24,2
330 24,8
360 25
390 25,7
420 26
450 26,2
480 26,9
510 27,1
540 27,9
570 28,1
600 28,6

Effekt = U ∙ I
Strömmen I = ca 2 Ampere
Spänningen U = ca 10 Volt
U ∙ I = (10 ∙ 2) Watt
Energiåtgången E = vattnets specifika värmekapacitet c ∙ massan m ∙ delta temperaturen ∆T
c = E/(m ∙ ∆t)
Energiåtgången E = Effekt ∙ tid

Beräkning enligt tabellen med alla resultat
E = 20 ∙ 600 = 12000 Joule
c = 12000/(0,2994 ∙ 10,1) = 3968,33 kJ/kg ∙ ºC
c = 4,0 kJ/kg ∙ ºC
Jämförande med tabellens värde på 4,18 kJ/kg ∙ ºC blev vårt resultat för litet.

Beräkning enligt graf med talen ca 4 grader under och över rumstemperatur
E = 20 ∙ 540 = 10800 J
c = 10800/(0,2994 ∙ 8,1)= 4453,35 kJ/kg ∙ ºC

c = 4,5 kJ/kg ∙ ºC
Detta resultat blev istället för högt mot tabellens värde på 4,18 kJ/kg ∙ ºC

Enligt våra värden borde alltså vattnets värmekapacitet röra sig omkring 4,2 +/- 0,3 kJ/kg ∙ ºC och det stämmer bra med tabellen.

Diskussion:
Att våra värden inte stämde överens med tabellens kan bero på många olika felkällor. Vid uppvärmningen krävdes det extra energi för att förutom vattnet även värma upp plastbägaren, termometern och spiralen. Detta måste ha gjort att det tog längre tid att öka temperaturen i vattnet. Temperaturen kan även ha blivit lite felaktig på grund av att vi inte rörde om i vattnet lika mycket hela tiden. Trots att vi försökte röra om noggrant hela tiden kan det vara så att temperaturen vid termometern inte stämde överens med temperaturen i det övriga vattnet just vid avläsningen på termometern.
Effekten ville vi få till 20 W och trots att vi satte en person på att se till att strömmen och spänningens produkt skulle bli 20 kan det ha rört sig om några tiondelars fel, men detta borde ha ringa betydelse för resultatet, eftersom det lika ofta kan ha varit en lägre produkt som en högre.
Vid tidtagningen kan vi ha missat på någon eller några sekunder ibland och det kan även ha blivit en hel del fel vi avläsningen på termometern, eftersom det var svårt att se den exakta skalan.
Vid uppmätningen av vattnet kan det inte ha varit exakt 3 dl i bägaren trots vår noggrannhet, men felmarginalen kan inte röra sig mer än några cl.
Det är lämpligt att använda en temperatur ∆T som ligger lika mycket under som över rumstemperaturen, eftersom rummets temperatur gör att vattnet i bägaren både värms på och kyls ner. När vi precis hällt i det kalla vattne...

...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: Specifik värmekapacitet för vatten

 
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

  • Inactive member 2010-03-15

    Vilka energiomvandlingar sker under försöket?

  • Inactive member 2013-05-09

    hej jag har fått en uppgift att skriva en labbraport om värmekapacitet för vatten med endast energi och temperaturändring, vet inte hur jag ska använda digrammet mellan energi och temperaturen för att ta reda på C! kan du hjälpa mig?

Källhänvisning

Inactive member [2006-08-30]   Specifik värmekapacitet för vatten
Mimers Brunn [Online]. https://mimersbrunn.se/article?id=6208 [2020-04-09]

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. ×