Opis:

V vezjih kjer velja Ohmov zakon, lahko izračunamo segrevanje komponent po formuli P = U*I, če poznamo napetost in tok. Celotno oddano energijo pa lahko izmerimo tudi s kalorimetrom.

V toplotno izolirano posodo napolnjeno z znano količino vode z izmerjeno temperaturo smo dali kratko vezano baterijo ter merili zmesno temperaturo. Temperaturo smo merili s termometrom povezanim z Vernierjevim vmesnikom. Temperaturo smo merili v polsekundnih intervalih.

Upoštvane spremenjivke ter priprava eksperimenta

Oba pola smo povezali z bakreno žico premera 2mm dolžine 9 cm s katere smo odstranili ves izolacijski lak, tako da smo žico zbrusili z brusnim papirjem.

V toplotno izolirano posodo, ki ima dve plasti ločeni s srednjo plastjo zraka, smo vlili 500ml vode iz pipe pri sobni temperaturi.

Toplotno izolirana posoda je bila pokrita s plastjo stiropora. Plast stiropora je imela luknjo skozi katero smo vstavili termometer, ki je hkrati služil tudi kot mešalo za vodo v posodi.

Ko smo meritev pričeli smo najprej v vodo dali termometer, baterijo in žico (nepovezani) ter počakali, da se temperatura stabilizira. Zapisali smo temperaturo. Baterijo smo kratko vezali ter stike med bakreno žico in poloma baterije prevlekli z izolirnim trakom, nato smo jo položili v posodo in opazovali spreminjanje temperature. Meritev smo prekinili, ko se je vzpostavila zmesna temperatura.

Delo ki ga baterija opravi, je enako spremembi notranje energije vode, oziroma vodi dovedeni toploti.

Izvedli smo več meritev, pri čemer smo opravili tudi meritev z manjšo stiroporno izolirno posodo in drugačno količino vode. Za specifičnotoploto vode smo prevzeli 4200J/kgK. Prav tako smo prevzeli, da je kapacitivnost kovinske batarije zelo majhen v primerjavi z vodo (katere količino smo spreminjali ter opazili, da ni bistvenega vpliva). Ugotovili smo tudi, da izguba toplote okolici ni bistvena, saj je razlika temperature okolice in posode zanemarljivo majhna hkrati pa je posoda dobro izolirana.

Uporabljeni inštrumenti:

*Logger pro (3.8.5.1) računalniški program

*Računalnik (+vmesnik)

*Vernier termometer

*Baterija AA. (Varta high energy)

*Bakrena žica

*Izolirni trak

Meritve in rezultati:

Graf 1 Baterija v stiropornem lončku z 0,200l vode:

ΔT=3,5 ΔW=0,20kg*3,5K*4200J/kgK= 2940J

Graf 2 Baterija v posodi z 0,5l vode:

ΔT=1,5 ΔW=0,50kg*1,5K*4200J/kgK = 3150J

Največje napake in odstopanja pripisujemo sistemskim napakam, ki so posledica nepopolnega mešanja medija, nepopolne spraznitve baterije, izgube okolici, tovarniško različnih baterij... Največjo napako prepisujemo nepopolni izpraznitvi baterije. Energija v povprečju je 3045J +/- 213J.

Nepopolno izpraznitev smo preverili ter ugotovili, da je baterija po nekaj časa znova oddajati tok na nazivni napetosti (malo manjši). Z iztrošenimi baterijami smo znova ponovili eksperiment in temperatura vode se bistveno ni spremenila. Omenjno nakazuje, da je napaka zaradi nepopole spraznitve pomembna, a ne kaže, da se baterijo lahko efektivno uporablja.

Slika 5