Spezifische Wärmekapazität eines Metalls
Heißes Metall bekannter Masse wird in kaltes Wasser gegeben. Lesen Sie die Gleichgewichtstemperatur T_f ab (Rauschen des Thermometers) und bestimmen Sie die spezifische Wärmekapazität des Metalls aus der Wärmebilanz.
Schule· 28 min
Ziel des Versuchs
Die spezifische Wärmekapazität des Metalls c_m aus den bekannten m_m, m_w, c_w, den Anfangstemperaturen T_m, T_w und der gemessenen T_f bestimmen.
Geräte
- Kalorimeter (Becher mit Wasser)
- Metallprobe
- Thermometer
Versuch
Theorie
Wärmebilanz (ohne Verluste an das Kalorimeter): c_m m_m (T_m − T_f) = c_w m_w (T_f − T_w), daher c_m = m_w c_w (T_f − T_w) / (m_m (T_m − T_f)). Hier ist c_w = 4186 J/(kg·K).
Durchführung
- Massen und Anfangstemperaturen sind im Modell vorgegeben (Metall 80 °C, Wasser 20 °C).
- Drücken Sie „Messwert speichern“, um T_f abzulesen (kleine zufällige Streuung des Thermometers).
- In der Tabelle wird c_m aus T_f berechnet. Wiederholen Sie mindestens 5 Versuche und nehmen Sie das arithmetische Mittel.
- Vergleichen Sie das mittlere c_m mit dem Referenzwert (Aluminium) und formulieren Sie die Schlussfolgerung.
Schlussfolgerung
Die mittlere spezifische Wärmekapazität stimmt mit typischem Aluminium innerhalb der Toleranz überein. Fehlerquellen: Rauschen des Thermometers, Wärmekapazität des Gefäßes und Wärmeverluste an die Umgebung.