La temperatura di equilibrio: esperimento di fisica

TEMPERATURA DI EQUILIBRIO ESPERIMENTO

La temperatura di equilibrio. Scopo: Misura e calcolo della temperatura di equilibrio di due masse d’acqua differenti
Sostanze utilizzate: H2O,Hg (presente nel termometro)
Strumenti utilizzati: Calorimetro delle mescolanze (di Regnault) ,fornellino elettrico, termometro portata 50°C sens.

± 1°C,acqua,bilancia elettronica portata 300 g sens. ± 0.1g , becher

Temperatura di equilibrio e calore assorbito: relazione di laboratorio

RELAZIONE DI FISICA SULLA TEMPERATURA DI EQUILIBRIO

Principi fisici e procedura: Entrano in gioco la legge della termologia, e l’equazione fondamentale della temperatura di equilibrio. In questa esperienza abbiamo messo in misura sperimentale la temperatura di equilibrio. Per spiegare ciò dobbiamo dire che la differenza di temperatura fa muovere le cose. Il trasferimento di energia ovvero di calore può avvenire in tre modi: Conduzione nei solidi; Convessione nei liquidi; irraggiamento nei gas. Ovvero se c’è una differenza di temperatura fra due corpi e avviene uno scambio di energia fa provocare un movimento delle molecole interne agli stessi. Invece la temperatura di equilibrio esiste quando fra i due corpi la temperatura è la stessa,quindi non abbiamo nessun movimento. Così introduciamo l’equazione fondamentale della termologia, ovvero: Q= m∙c∙ΔT dove Q è il calore, m è la massa,c è il tipo di materiale, e ΔT è la variazione di temperatura; detto in altro modo, il calore è uguale al prodotto tra la massa,il tipo di materiale e la variazione di temperatura (T1-T0). Quindi la temperatura di equilibrio dipende anche da questi tre fattori. A questo punto possiamo dire che l’equazione generale della temperatura di equilibrio è (m1∙C1∙T1 + m2∙C2∙T2)/(m1 C1 + m2∙C2)Ma passiamo alla pratica.

Temperatura: definizione, scale e proprietà

TEMPERATURA DI EQUILIBRIO CALORIMETRO FORMULA

Abbiamo utilizzato Il calorimetro delle mescolanze o calorimetro di Regnault che è uno strumento calorimetrico, in grado di misurare scambi di calore tra sostanze e nei vari passaggi di stato. Esso è costituito da un recipiente a pareti adiabatiche (che non scambia calore e/o materia con l’esterno) e a bassa conducibilità termica in modo da minimizzare la quantità di calore disperdibile, che si può chiudere per mezzo di un tappo. In accoppiamento si pone un termometro a Mercurio per la misura delle differenze di temperatura, in contatto termico con l'interno, e un agitatore. Con il becher versiamo nel calorimetro un massa m1 di acqua tale da riempire circa metà della sua capacità. Aspettiamo un po’ di tempo e leggiamo la temperatura dell’acqua t1. Mettiamo acqua nel becher a metà della sua capacità e scaldiamola sul fornello fino alla temperatura di ebollizione.

Temperatura: definizione di fisica

TEMPERATURA DI EQUILIBRIO FORMULA

Immergiamo nell’acqua del pentolino l’acqua usata precedentemente la cui massa m2 è stata precedentemente misurata con la bilancia. Aspettiamo qualche minuto per permettere al corpo di portarsi all’equilibrio termico con l’acqua. Leggiamo la temperatura dell’acqua bollente t2 nel pentolino e rapidamente spostiamo l’acqua calda nel calorimetro. Con l’agitatore mescoliamo finché viene raggiunto l’equilibrio. Dopodiché calcoliamo la temperatura di equilibrio con la formula. Ricapitolando noi abbiamo calcolato e misurato me (acqua nel calorimetro) m1 (massa d’acqua nel calorimetro) T1 (temperatura dell’acqua nel calorimetro) m2 (massa del corpo) T2 (temperatura corpo) c (calore specifico) Tep (temperatura di equilibrio pratica, ovvero misurata) Tet (temperatura di equilibrio teorica, ovvero quella standard) Ea (errore assoluto) E% (errore percentuale)