Meten van de soortelijke warmte van water en andere vloeistoffen (5 / 5 stap)

Stap 5: conclusie

In dit experiment, de soortelijke warmte van water werd gemeten door de verwarming een kleine hoeveelheid water met een bekende ingangsvermogen en het meten van de temperatuur wijzigen over een periode van tijd. Experimentele fout als gevolg van warmte-overdracht naar of vanuit de omgeving werd geminimaliseerd door middel van metingen een gelijke hoeveelheid tijd voordat en nadat de omgevingstemperatuur was bereikt.

De warmtecapaciteit van water was vastbesloten om te worden: 4.4 +/-0.2 J/g/graad C.
Dit is het eens met de bekende waarde van 4,2 J/g/degreeC

Hetzelfde experiment kan worden gebruikt voor het meten van de warmtecapaciteit van elke stof die is een vloeistof bij kamertemperatuur. Voor vloeistoffen die elektrisch geleidend zijn, moeten de weerstand en de draden worden geïsoleerd zodat ze niet in direct contact met de vloeistof komen. Zuiver water is eigenlijk een slechte geleider van elektriciteit. Het voert alleen goed wanneer onzuiverheden (zoals zout) aanwezig zijn. Sommige andere huishoudelijke stoffen kunt u overwegen het testen zijn: plantaardige olie, olijfolie, motorolie, wrijven alcohol.

Bronnen van fout
Bronnen van fout in dit experiment omvatten meetfout, warmte-overdracht aan de omringende lucht en koeling door verdamping. Meetfout is waarschijnlijk de belangrijkste van de drie. Met basisuitrusting, kan de soortelijke warmte alleen worden gemeten met een nauwkeurigheid van over +/-5%.

Verbeteringen
Nauwkeurigheid kan worden verbeterd door verschillende methoden:
1. Verminder fout als gevolg van warmte-overdracht en verdamping door middel van een geïsoleerde container zoals een piepschuim cup met deksel. Ik gebruikte wat ik had.
2. Verminder meetfout met betere instrumentatie. De spanning en de stroom kunnen nauwkeuriger worden gemeten met een digitale multimeter in plaats van te vertrouwen op het display power supply. Een hogere resolutie thermometer kan ook worden gebruikt.
3. Verminder meetfout door het verhogen van de spanning. De waarde van V zal verhoogd resulteert in verhoogde waarden van ik en (T2-T1) ook. Aangezien de absolute fout in elk van deze hoeveelheden is vastgesteld, zal de waarden verhogen de percentage fout afnemen. Echter, er is een trade-off sinds bij hogere of lagere temperaturen, de fout als gevolg van warmte-overdracht met de omgeving zal toenemen.
4. Verminder meetfout en warmte overdracht fout door curve-fitting. In plaats van gewoon met behulp van een datapoint 10 minuten voor omgevingstemperatuur en een ander datapoint 10 minuten na, zou het nauwkeuriger om te passen een polynomiale curve aan alle gegevenspunten en bereken dat het tarief van temperatuurverandering (de helling van de curve) op het moment de vloeistof bereikt de omgevingstemperatuur. Op dit moment moet er geen warmte-overdracht naar of van de omgeving, zodat de mate van temperatuurverandering zou uitsluitend veroorzaakt door de invoer van elektriciteit.

Verder lezen
Zie voor een gedetailleerde beschrijving van de specifieke warmte met inbegrip van bekende waarden voor een verscheidenheid aan materialen van de Wikipedia-entry op Specifieke warmtecapaciteit.

Voor meer informatie over andere interessante experimenten en projec.