Vi vil her bestemme den specifikke varmekapacitet af et lod. Til at gøre dette vil vi varme loddet op til en kendt værdi, herefter sænke det ned i vand med en kendt temperatur for herefter at måle hvilken temperatur vandet får når loddet afgiver varme til vandet. Det vil derefter være muligt at bestemme hvor meget varme loddet har afgivet og hvor meget varme vandet har optaget. Det vil sige, at vi kan opstille to ligninger

$\begin{align}&Q_{vand}=m_{vand}\cdot c_{vand}\cdot \Delta T\\
&Q_{lod}=m_{lod}\cdot c_{lod}\cdot \Delta T\end{align}$

hvor $\small \Delta T = T_{slut}-T_{start}$.

Hvis vi antager et isoleret system så vil $Q_{vand}+Q_{lod}=0$, da loddet vil afgive sin varme til vandet og derved er $\small Q_{vand}$ positiv, mend $\small Q_{lod}$ er negativ.

Vi har derfor, at

$\begin{equation}\tag{*}m_{vand}\cdot c_{vand}\cdot (T_{slut}-T_{start, vand})+m_{lod}\cdot c_{lod}\cdot (T_{slut}-T_{start, lod})=0\label{eq_all}\end{equation}$

Vi kan måle alle størrelser end $\small c_{lod}$, hvorved vi derfor kan bestemme den.

Materialeliste

• Elkædel
• Termobæger
• Termometer
• Vand
• Vægt
• Lod

Fremgangsmåde

1. mål massen af loddet og af vandet (ekscl. termobæger). Noter masserne ned.
2. kog vandet og hold loddet ned i det varme vand i 5 min (kan være man gør det over flere gange – altså genkoger vandet – for at sørge for at vandet er $\small 100^\circ C$)
3. mål temperaturen af vandet i termobægeret.
4. overfør hurtigt det 100 grader varme lod til vandet i termobægeret
5. mål kontinuerligt temperaturen af vandet og noter temperaturen ned når den har opnået en konstant værdi (omrør når der måles)

DATA

I skal notere forskellige størrelser ned således så I har mulighed for at beregne den specifikke varmekapacitet for loddet. Herunder ses en liste over de ting som I skal notere ned

$\;\;\;m_{vand}=$
$\;\;\;m_{lod}=$
$\;\;\;T_{start,vand}=$
$\;\;\;T_{start,lod}=100\;^{\circ}\!C$ 1
$\;\;\;T_{slut}=$
$\;\;\;c_{vand}=4180\frac{J}{kg\cdot\;^{\circ}C}$
$\;\;\;c_{lod}=?$

DATABEHANDLING

Isoler $\small c_{lod}$ i ligning \eqref{eq_all}.

Beregn den specifikke varmekapacitet for loddet.

Tjek resultatet ved at slå op i en tabel over specifikke varmekapaciteter (se bilag).

Diskusion og vurdering

Hvilket metal er loddet lavet af?. Passer dit opslag med det du forventede? Var der ingen metaller der passede, i så fald hvad var den relative afvigelse på det som var tættest på? Hvilke årsager kunne der være til denne afvigelse (fejlkilder)?

Bilag

Tabellen herunder indeholder værdier for den specifikke varmekapacitet for udvalgte materialer. Der er også to links, hvor der kan findes uderligere værdier.

Link til Wikipedia artikel om varmekapacitet: https://da.wikipedia.org/wiki/Varmekapacitet

Link til kapitlet om specifik varmekapacitet i Orbit B HTX på systime: https://orbithtxb.systime.dk/?id=c3554&L=0