Determinarea caldurii specifice a unui corp solid

Determinarea caldurii specifice a unui corp solid

Fie un sistem termodinamic oarecare.D aca acest sistem sufera un proces adiabatic,conform relatiei,variatia energiei sale interne se datoreaza doar lucrului mecanic. Daca insa sistemul termodinamic considerat nu e izolat adiabatic,intre sistem si mediul inconjurator poate avea loc un transfer de energie sub forma de caldura.

La fel ca si in cazul lucrului mecanic,se poate vorbi despre:

a)caldura cedata de sistem;

b)caldura primita de sistem.

Se atribuie denumirea de "caldura ",fie"caldurii primite de sistemul termodinamic",fie"caldurii cedate de sistemul termodinamic".

Caldura e o forma a transferului de energie.

<Q>=J

1 calorie=4,18J

Atat caldura cat si lucrul mecanic sunt forme ale schimbului de energie si ambele marimi sunt marimi fizice de proces pentru ca depind de procesul termodinamic.Daca sistemul primeste caldura atunci Q>o,iar daca sistemul cedeaza caldura atunci Q <0.

Principiul I al termodinamicii

Acest principiu introduce pentru studiul sistemelor termodinamice o functie de stare si anume energia interna.

ENUNT:Energia interna a unui sistem termodinamic e o functie de stare a carei varietate nu depinde de tipul procesului si care loc astfel incat Q=∆V+L.

.Din acest principiu rezulta posibilitatea transformarii lucrului mecanic in caldura sau invers.Sistemele ce realizeaza acest lucru poarta denumirea de masini termice,iar la acestea au loc transformari ciclice.

Q→ L motor termic

L→ Q masina frigorifica sau pompa de caldura.

Coeficientii calorici

In general un corp primeste sau cedeaza caldura.Are loc variatia temperaturii corpului astfel incat exista o proportionalitate directa Q  ∆T.Pentru a scrie o relatie intre Q si ∆T se introduce constante de proportionalitate.Acestea poarta denumirea de coeficienti calorici In general acestia variaza putin cu temperatura,dar pentru pentru intervale mici de timp se considera constanti.La solide si lichide nu depind de procesele termodinamice pe cand la gaze depind de aceste procese pentru ca si caldura depinde de aceste procese.

a.Capacitatea calorica(C)

C=

<C>=

Q=C∙∆t

b.Caldura specifica(c)

c=

<c>=

Q=m∙c∙∆t

c.Caldura molara

=

=

Q=υ∙ ∙∆t

C=μ∙c

Materialele necesare determinarii caldurii specifice a unui corp solid sunt:

-termometrul;

-calorimetrul;

-apa;

-un corp cu caldura specifica nedeterminata.

O masuratoare calorimetrica se face cu ajutoril calorimetrului care este format din:

-vas mai mare plin cu particule de oxigen(izolator);

-vas mai mic introdus in cel mai mare si asezat pe un suport ;

-agitator;

-capac.

Masuratorile calorimetrice se fac prin mai multe metode.Exista2 metode generale de masuratori calorimetrice dintre care am aplicat doar una in determinarea caldurii specifice unui corp solid,si anume metoda amestecurilor : se pun in contact termic mai multe corpuri cu temperaturi diferite, unul dintre corpuri are caldura specifica (C) nedeterminata, iar pentru celelalte se cunosc caldurile specifice. Cunoscand temperaturile initiale ale tuturor corpurilor si determinand temperatura finala a amestecului folosind ecuatia calorimetrica se poate determina caldura specifica necunoscuta. | Qc | = | Qp |.

Pasii necesari aplicarii metodei amestecurilor pentru determinarea caldurii specifice unui corp solid:

1.Se cantareste vasul calorimetric si masa se noteaza cu m  ;

2.Se determina masa corpului a carui caldura specifica ne intereseaza=n;

3.Cu un cilindru gradat se toarna apa in vasul calorimetric si masa apoi o notam cu m .(200-300g);

4.Se masoara temperatura apei dupa ce a fost introdusa in calorimetru si dupa ce s-a ajuns la echilibru termic intre apa si calorimetru=t ;

5.Intr-un vas separat cu apa care e incalzita se introduce corpul solid si dupa aceea se masoara temperatura corpului solid aflat la echilibru cu apa fierbinte=t;

6.Se introduce rapid corpul solid incalzit in apa din vasul calorimetric,se pune capacul vasului calorimetric si se introduce termometrul in orificiul din vasul calorimetric,se asteapta pana se va ajunge la echilibru termic si atunci se citeste temperatura de echilibru termic=Ө.

Pentru calcularea caldurii specifice se presupune cunoasterea caldurii specifice a apei si a calorimetrului.Caldura specifica se determina indirect cu ajutorul ecuatiei calorimetrice aplicabile acestei situatii.

Qcedat=Q absorbit

Nr crt			m(g)		t(۫C)	Ө(۫C)			CӨ(kg∙K
				17۫C	75۫C	19۫C
				18۫C	65۫C	21۫C
				19۫C	81۫C	23۫C

Surse de erori:

-calorimetrul nu este perfect adiabatic;

-poate scadea temperatura apei;

-poate fi citita gresit temperatura de pe termometru.