Måter for å måle varmekapasitet

En viss mengde energi vil varme en kjele av vann fra romtemperatur til kokepunktet . Den samme mengde anvendt på en hel badekar fullt av vann vil heve temperaturen av ikke mer enn noen få grader. Den varmekapasitet - mengden av varmeenergi som kreves for å heve temperaturen av en gjenstand ved en bestemt mengde - er direkte proporsjonal med massen av gjenstanden . Det avhenger også av en fysisk egenskap for den substans som kalles spesifikk varme . Mengden energi som kreves for å varme et gram gull med én grad vil ikke heve et gram vann med én grad. Vann har en høyere spesifikk varme . Spesifikk Heat

Spesifikk varme er en iboende egenskap ved et stoff og er uavhengig av sin masse. Det er mengden av energi som kreves for å øke temperaturen av en bestemt masse av stoffet ved en grad Celsius , og er vanligvis uttrykt i joule per gram. Gold har en spesifikk varme av 0,129 , mens vann spesifikk varme er 4,179 .
Varmekapasitet

Det er en veldig enkel sammenheng mellom varmekapasitet og spesifikk varme. Den spesifikke varme multiplisert med massen , i gram , er varmekapasiteten . Varmekapasiteten ett kilo vann er 4179 joule /grader Celsius . Det er en enkel sak å slå opp den spesifikke varmen av noen kjent stoff , måle dens masse , og beregne varmekapasitet . Hvis du ikke vet hva stoffet er, og må måle det direkte , vil dette kreve mer innsats.
Måling

For å bestemme varmekapasitet eller spesifikk varme av et ukjent stoff , alt du trenger å gjøre måle massen av stoffet , legge varmeenergi til det, måle hvor mye varme du legger til, og deretter måle mengden som temperaturen stiger . Måle masse og endring i temperatur er svært enkel. Bestemme nøyaktig hvor mye varme er lagt til systemet er en mer utfordrende problem . Du kan ikke bruke din bunsenbrenner , fordi du ikke vet hvor mange joule med energi den produserer , og hvor mye som er tapt til luft. Du trenger en presis og nøyaktig måte å måle nøyaktig hvor mye varme er nødvendig for å øke stoffet ved et bestemt antall grader.
Elektrisitet

Strøm er energi over tid , og en watt er lik en joule per sekund . Strøm i en elektrisk krets er også lik produktet av strømstyrke og spenning . Hvis du varme opp stoffet med et varmeelement i en elektrisk krets utstyrt med et amperemeter og en voltimeter , kan du bestemme hvor mye strøm , i watt , ved å multiplisere ampere ganger spenning . Ta opp det antall sekunder som er nødvendige for å heve temperaturen av stoffet ved en grad Celsius . Multipliser dette beløpet av tid ved makten, og du vil ha den mengden energi som brukes , som er varmekapasiteten prøven din . Husk at varmekapasitetener avhengig av massen av emnet. Dividere med masse, i gram , for å fastslå den spesifikke varmen av stoffet .
Vann

En annen tilnærming bruker en kjent varmekapasitet for å måle en ukjent . En kilo vann har en varmekapasitet på 4179 joules /grader Celsius . Registrere temperaturen av et kilo vann . Legg til en kjent masse av et annet stoff ved en høyere temperatur og vente til temperaturen er kommet til en likevekt og registrere endring i temperatur . Bruk en godt isolert container, eller du vil miste varmen og nøyaktighet. Anta at den endelige likevektstemperatur er 10 grader høyere enn vannet var ved begynnelsen . Du vet at det nye stoffet må ha formidlet 41 790 joule til vannet , og tapte så mye i seg selv . Dele 41790 av endringen i temperatur på det nye stoffet i grader Celsius , og du vil ha stoffets varmekapasitet . Dividere med masse for å få spesifikk varme.