Ko smo ugotovili, da je segrevanje termometra sorazmeroma plodna metoda, smo poskusili segrevati še drugo snov, vodo. Vžigalic nam je skoraj zmanjkalo a poskus je vseeno uspel.
Tretji poskus: SEGREVANJE VODE V PLOČEVINKI
Pri drugem poskusu smo segrevali vodo v pločevinki, s termometrom pa smo merili temperaturo vode.
Uporabljeni pripomočki:
termometer
vžigalice
pločevinka
voda
merilni valj
Hipoteze pred poskusom:
S štirimi vžigalicami segrevamo zrak pod pločevinko. Ker vžigalice gorijo v odprtem prostoru, lahko pri tem poskus prižgemo več vžigalic hkrati in merimo energijo več vžigalic, kar pri prvem poskusu ni bilo mogoče. Zaradi konkavne oblike dna pločevinke predvidevamo, da se večina toplota ujame vanj, podobno kot pri drugem poskusu. Materiali za pločevinke so večinoma zmesi iz aluminija, ki je dober prevodnik, vsebujejo pa tudi druge kovine. Ker dobro prevajajo toploto, večina toplote vžigalice pride do vode. Torej lahko energijo vžigalice izračunamo kot toploto, ki jo prejme voda.
Slika poskusa:
Potek dela in meritve:
V pločevinko smo namerili 20 ml vode, ter izmerili začetno temperaturo vode. V plastelin smo zapičili 4 vžigalice, kot je vidno na zgornji sliki, nad njimi pa smo držali pločevinko z vodo, ter prižgali vžigalice. Po končanem gorenju smo zopet izmerili temperaturo vode.
Meritve temperature:
T1.......začetna temperatura v posodi
T2……...temperatura v posodi po sežigu vžigalic
η.........odstotek sežganih vžigalic
N | T1 [°C] | T2 [°C] | ∆T [°C] | η |
1 | 21,4 ± 0,1 | 38,3 ± 0,1 | 16,9 ± 0,2 | 75 % |
2 | 21,2 ± 0,1 | 33,3 ± 0,1 | 12,1 ± 0,2 | 63 % |
3 | 21,0 ± 0,1 | 30,0 ± 0,1 | 9,0 ± 0,2 | 75 % |
Izračuni:
Uporabljeni znani podatki:
specifična toplota vode:
c=4200 J/kg K
Izračun mase vode:
V= 20 ml ± 1ml
m = ρ·V
m = 0,02 kg (1 ± 0,05)
Ob upoštevanju odstotka sežgane vžigalice in števila vžigalic je formula za izračun toplote zaradi ene vžigalice taka:
∆Q = m c ∆T (100/η) / N
Pri čemer je ∆Q sprememba toplotne energije vode, m masa vode, ∆T spremebna temperature vode, η odstotek vžigalic, ki se je sežgal in N število vžigalic.
Izračunane toplote za vsako meritev:
N | Q [J] |
1 | 473,2 ± 23,7 |
2 | 403,3 ± 20,1 |
3 | 252,0 ± 12,6 |
Povprečje izračunanih toplot:
Q = 376,2 J ± 124 J