7 svar
757 visningar
Yen01 5 – Fd. Medlem
Postad: 1 nov 2020 13:15 Redigerad: 1 nov 2020 13:47

Värmekapacitet för kalorimeter

Beräkning av kalorimeterns värmekapacitet:

Mätdata: 

Tkallt vatten = 19,7 oC
Tvarmt vatten = 52,0 oC
Tblandning = 37,6 oC

 

mkallt vatten = 60 g = 0,06 kg
mvarmt vatten = 60 g = 0,06 kg

ΔT1 = Tblandning - Tkallt vatten = 37,6 oC - 19,7  oC = 17,9 oC = 17,9 K

ΔT2 = Tblandning - Tvarmt vatten = 37,6 oC -  52,0 oC = -14,4 oC = -14,4 K


ΔT = ΔT2 - ΔT1 = -14,4 oC - 17,9 oC = -32,3 oC = -32,3 K


Svatten = 4,184 J/g oC = 4184 J/kg * K

Formler:

Ccal = qcal  /  ΔTcal

ΔTcal = ΔT1

qcal = - (qvarmt vatten + qkallt vatten)

qvarmt vatten = mvarmt vatten *  Svatten  * ΔTblandning
qkallt vatten = mkallt vatten * Svatten  * ΔTblandning

Uträkningar:

qvarmt vatten = (0,06 kg  * (4184 J/kg * K) * (-14,4 K)) = -3614,976 J = -3614,98 J
qkallt vatten = (0,06 kg * (4184 J/kg * K) * 17,9 K) = 4493,616 J = 4493,62 J


qcal = - (-3614,98 J + 4493,62 J) = -878,64 J 


Ccal = (-878 J) / (17,9 K) = - 49,05 J/K 


Det är inte rimligt att värmekapaciteten är negativ. 

Jag undrar hur jag ska tänka kring detta.
Kan jag bara bortse från det negativa tecknet framför värdet Ccal = - 49,05 J/K utan att det förändrar något eller ger några felaktigheter? Jag kan inte ändra min mätdata och behöver värdet för ytterligare beräkningar sen.

JohanF 4489 – Moderator
Postad: 1 nov 2020 13:57 Redigerad: 1 nov 2020 14:03

Kan du förklara lite utförligare hur experimentet utfördes, och hur kalorimetern såg ut?

På dina beräkningar så ser det ut som du blandar 60g kallt vatten (19.7 grader C) med 60g varmt vatten (52.0 grader C). Blandningen ska då få 35.5 grader C ifall ingen energitillförsel sker. Men du får sluttemperaturen 37,6 grader C. Det måste betyda att du har tillfört ytterligare energi på något vis.

Hur fungerar din kalorimeter? Är det möjligvis så att din kalorimeter var uppvärmd med det varma vattnet, och du hällde i det kalla vattnet?

Yen01 5 – Fd. Medlem
Postad: 1 nov 2020 14:25
JohanF skrev:

Kan du förklara lite utförligare hur experimentet utfördes, och hur kalorimetern såg ut?

På dina beräkningar så ser det ut som du blandar 60g kallt vatten (19.7 grader C) med 60g varmt vatten (52.0 grader C). Blandningen ska då få 35.5 grader C ifall ingen energitillförsel sker. Men du får sluttemperaturen 37,6 grader C. Det måste betyda att du har tillfört ytterligare energi på något vis.

Hur fungerar din kalorimeter? 

1. Vi mätte upp 60 ml eller 60 g rumstempererat vatten, tog temperaturen och förde sen över till kalorimetern.


2. Mätte sen upp 60 ml eller 60 g varmt vatten och tog temperaturen.

3. Förde sen över det varma vattnet till kalorimetern som redan innehöll det rumstempererade vattnet och tog
     temperaturen på blandningen. 

Vet inte vad du vill att jag ska svara på gällande hur min kalorimeter fungerar förutom att det ska vara ett isolerat system vilket ger:

qsys = 0 

qsys = qvarmt vatten + qkallt vatten + qcal

0 = qvarmt vatten + qkallt vatten + qcal

qcal = -(qvarmt vatten + qkallt vatten)

Yen01 5 – Fd. Medlem
Postad: 1 nov 2020 14:31 Redigerad: 1 nov 2020 14:37
JohanF skrev:

Kan du förklara lite utförligare hur experimentet utfördes, och hur kalorimetern såg ut?

På dina beräkningar så ser det ut som du blandar 60g kallt vatten (19.7 grader C) med 60g varmt vatten (52.0 grader C). Blandningen ska då få 35.5 grader C ifall ingen energitillförsel sker. Men du får sluttemperaturen 37,6 grader C. Det måste betyda att du har tillfört ytterligare energi på något vis.

Hur fungerar din kalorimeter? Är det möjligvis så att din kalorimeter var uppvärmd med det varma vattnet, och du hällde i det kalla vattnet?

Absolut, kalorimetern kan ha blivit uppvärmd av att det rumstempererade vattnet först överfördes till kalorimetern.
Där kanske man skulle fört över det rumstempererade vattnet och det varma vattnet samtidigt, även om det inte stod så i labbinstruktionerna. 

Likaså kan kalorimetern blivit uppvärmd från ett tidigare försök som gjordes om strax innan. 

Men det är väl mest mitt svar jag behöver få bukt med och just att det blev ett negativt tecken framför värdet. Vill ju gärna att det ska vara rimligt så att jag kan få godkänt på uppgiften -.- Därför jag undrade ifall man bara kan bortse från det negativa tecknet. 

JohanF 4489 – Moderator
Postad: 1 nov 2020 14:44 Redigerad: 1 nov 2020 14:44

Jo, men anledningen att jag frågar är att du räknar som om kalorimetern har det kalla temperaturen som utgångstemperatur, dvs att väggarna på den värms upp av det varma vattnet. Men på dina uppmätta temperaturer så ser det ut som  om väggarna måste ha varit uppvärmda av det varma vattnet, och kyls av det kalla vattnet.

Om man gör fel antagande så kommer man att få orimligt svar. Det jag menar är att du (kanske) skulle använda deltaT -14.4 istället för 17.9 uträkningen av Ccal.

Förstår du hur jag menar? 

Yen01 5 – Fd. Medlem
Postad: 1 nov 2020 14:52
JohanF skrev:

Jo, men anledningen att jag frågar är att du räknar som om kalorimetern har det kalla temperaturen som utgångstemperatur, dvs att väggarna på den värms upp av det varma vattnet. Men på dina uppmätta temperaturer så ser det ut som  om väggarna måste ha varit uppvärmda av det varma vattnet, och kyls av det kalla vattnet.

Om man gör fel antagande så kommer man att få orimligt svar. Det jag menar är att du (kanske) skulle använda deltaT -14.4 istället för 17.9 uträkningen av Ccal.

Förstår du hur jag menar? 

Jo, jag tror jag förstår hur du menar. 
Det kanske är rimligare att räkna med ΔT2 i det här fallet eftersom att kalorimetern förmodligen redan var uppvärmd. 

Blir bara lite förvirrad i och med att jag fått kommentar från rättare om att räkna med ΔT1 och får då fram detta svaret med ett negativt värde.

Men rättaren har ju inte bakgrundsfakta kring hur labben exakt har utförts och eventuella fel som kan ha skett utan rättar bara beräkningsfrågan utifrån deras intervall på rimliga svar. 

Smaragdalena 78608 – Lärare
Postad: 1 nov 2020 16:50

Se till att rättaren har de bakgrundsfakta som behövs för att hen skall veta exakt hur labortationen är gjord.

Vilken temperatur hade kalorimetern från början?

JohanF 4489 – Moderator
Postad: 1 nov 2020 19:18

På det sättet du beskriver att experimentet gick till, ska du ju använda deltaT1 för kalorieterns väggar.

Men som sagt, det verkar väldigt lurt med ditt mätresultat. Du borde kunna hålla med om att för att nå din sluttemperatur så MÅSTE någonting ytterligare ha hjälpt till att värma upp blandningen.

Som smaragdalena säger, det bästa hade varit om kalorimeterns temperatur hade mätts före. 
Det lite märkliga är, att för att kalorimetern skulle ha kunnat ge ett positivt bidrag till temperaturen, så skulle den ha behövt varit varmare än 37.6 grader från början. Det känns lite orimligt...

Det får mig att tro att den troligaste felkällan skulle kunna vara att man spillt ut lite av det kalla vattnet, så det inte riktigt var 60g. Eller att det var lite mer än 60 gram varmt vatten (Du kan räkna lite på det. Dvs hur mycket kallvatten behövs för att blandningen ska bli kallare än 35.5 grader. Där är ju gränsen för positivt värde).

Eller att någon temperatur avlästes fel.


I ett sådant läge om jag inte hade kunnat upprepa mätningen så skulle jag ha redovisat och påtalat det orimliga resultatet, sedan istället antagit att blandningstemperaturen istället var 35 grader. Då jag fått ett rimligt delresultat och kunnat slutföra alla deluppgifter.

Svara Avbryt
Close