HŐMÉRÉS

hőmérés

Kiszámoljuk azt a hőt, amelyet a kemping-gáz öngyújtónk továbbít egy főzőpohárba, csak az idő és a hőmérséklet mérésével. A teljes hő hány százaléka megy a vízbe?

Tegyük a főzőpoharat 200 g vízzel (lásd, hogyan mérjük meg)

Középre helyezzük az üveget az azbeszt rácsra, és az öngyújtót alá helyezzük úgy, hogy a vége középen legyen a rácstól mérve 2 cm távolságra.

Bevezetjük a vízbe az automatikus rögzítő készülékhez csatlakoztatott szondát, amely gondoskodik a hőmérséklet percenkénti megadásáról. Ha nincs ilyen eszközünk, akkor egy egyszerű hőmérő és egy óra elegendő ahhoz, hogy megismerjük a hőmérséklet időbeli változását.

Addig manipuláljuk a levegőbeszívást, amíg el nem érjük az optimális égést.

Az alsó képen a láng maximális fűtőértéke van, és az azbeszt a hőt az egész területre elosztja, hogy homogén fűtést érjen el az alapon.

Ha az üveg üvege nem Pyrex, az erős helyi fűtés tágulási feszültségeket okozhat, amelyek megtörhetik.

Percről percre mérjük a hőmérsékletet. Öt perc elteltével feltételezhetjük, hogy az azbesztrács elérte egyensúlyi hőmérsékletét, és hogy ezentúl az összes kapott hő átjut az üvegre és annak környezetére.

Még öt percig, percről percre rögzítjük a hőmérsékletet, és közben ezt rázzuk, hogy kiegyenlítsük a hőmérsékletet. A rögzítő eszköz megmutatja nekünk ezeket az adatokat:

Ezen tapasztalat után megkapjuk a hőmérséklet - idő táblázatot

TIME (perc) a kezdeti 5. 6. 7 8. 9. 10.
HŐMÉRSÉKLET (ºC) 17. 37.3 42.7 45,9 53.4 56.8 60.3

A rezgés ellenére, amelynek oka lehet a nem remegés, a vonal meredeksége egyenletes. A kísérletet többször is elvégezzük, és mindig különböző helyeken jelennek meg a kis rezgések.

A táblázatban azt látjuk, hogy 5 perc alatt a hőmérséklet 37,3-ról 60,3 ° C-ra emelkedett, ami 23 ° C-os növekedést jelent.

Megismételjük a kísérletet, átlagolva az értékeket és megállapítva a növekedéseket a különböző hőmérsékleti tartományokban (a 7. és 12. perc között stb.). Körülbelül 20 ° C hőmérséklet-emelkedést kapunk 5 percenként. Nem merünk nagyobb pontosságra, és elfogadjuk a megközelítőleg 2 ºC-os pontatlanságot.

Az üvegben lévő víz által az 5 perc alatt kapott hő: D Q = m.Ce. (T F ? T O)

A víz fajhője 1, ha kalória/g fokban definiáljuk: 1 gramm folyékony vízhez 1 kalória hozzáadása szükséges, hogy hőmérsékletét egy fokkal megemelje. Igenben. a víz Ce értéke 4180 J/kgºC.

D Q = 0,2418020 = 16 720 ± 1500 J

Az adatainkat leginkább a két fokú bizonytalanság változtathatja meg, mivel a tömeg bizonytalansága sokkal alacsonyabb. Körülbelül 1500 J pontatlanságot ismerünk el.

Arra a következtetésre jutunk, hogy ez az a hőenergia, amelyet poharunk öt percig mindig megkap az ettől az öngyújtótól.

Az öngyújtó által adott időben leadott hő

Könyvben megkérdezzük a palackban lévő gáz fűtőértékét (ez kémiailag nem jól meghatározott anyag, mivel az eredetétől függően változik, és nem olyan pontos, mint a tiszta bután égésének ismerete), és 46 MJ/kg-ot kapunk = 46 000 J/g.

Megmérjük a kemping-gáz öngyújtót, és harminc percig optimális lánggal tartjuk. Ezután kikapcsoljuk és hagyjuk kihűlni. Miután kihűlt, újra lemérjük és megfigyeljük a tömegének csökkenését.

Fél óra alatt a tömege 18 g-ot csökkent

Amikor kevesebb gáz maradt a palackban, elvégeztük az elfogyasztott gáz újabb mérését, és a kapott érték alacsonyabb volt. Nem értjük ezt a jelenséget, mert a henger belsejében, a folyékony bután felett a butángáz mindig azonos nyomáson van, annak ellenére, hogy a hengerben kevesebb a folyadék.

Átlagoljuk az értékeket, és elismerjük, hogy 3 g elégetésre kerül 5 perc alatt. 0,1 g hibát ismerünk el

Ezért öt perc alatt 3 g elégetik, amely leadja:

46 000 J/g 3 g = 138 000 J

Kiszámítjuk az üveg vízmelegítési folyamat teljesítményét.

Ismerjük azt a hőt, amelyet az öngyújtó öt perc alatt adott, és tudjuk, mennyi hő jutott egyidejűleg a pohárban lévő vízhez. A felhasználás százalékos aránya:

Többször megismételtük a tapasztalatokat, és a fentieknek megfelelő átlagos adatokat kapunk. Amikor azt a kempinggáz-öngyújtót használjuk, optimális égés mellett, ugyanolyan távolságra helyezve az azbeszt-hálótól, középen és ugyanazon üveg tetején, folyadékkal, csak az idő mérésével tudjuk meg a hőmennyiséget.

Öt percenként az üveg körülbelül 16 700 ± 1500 J-t kap

5 perc alatt feltételezhetjük, hogy az öngyújtó 15 200 J és 18 200 J közötti értéket ad az azonos körülmények között elhelyezett bármely üvegnek.