Värmekapacitet och ångbildningsvärme av vatten
Utrustningslista:
1 kalorimeter med värmeslinga, termometer och lock, 1 inställningsbar spänningskälla med inbyggd
volt- och amperemeter som går att koppla till värmeslingan, 1 våg, 1 bägare med avjoniserat vatten,
arbetshandskar, egen mobiltelefon eller klocka
Använd bara avjoniserat vatten i kalorimetern för att minska kalkavlagring!
Koppla alltid bort strömmen innan ni ta ut doppvärmaren eller värmeslingan ur vattnet!
Uppgift:
Bestäm specifik värmekapacitet och förångningsentalpi av vatten.
Använd minstakvadratmetoden i utvärderingen!
Obs! Systematiska fel vid båda mätningar. Hur kan man minimera dem?
Glöm inte att bestämma vattnets startmassa!
Kalorimetern kan stå kvar på vågen under hela experimentet.
Anteckna alltid mätvärdena (spänning, ström, tid, temperatur, massa).
Beräkningarna kommer efteråt. Man måste kunna gå tillbaka till originalmätningarna.
För värmekapaciteten:
Viktigt att så lite vatten som möjligt förångas. Alltid lock på.
Värm upp vattnet 1 minut i taget, bestäm effekt och uppvärmningstid, ser till att temperaturen är
samma i hela kalorimetern och bestäm temperaturen. Fortsätt med nästa uppvärmning.
Plotta värmekapaciteten mot temperaturen. Är den någorlunda konstant? Medelvärdet eller
extrapolering till 0 Celsius borde ge ett bra resultat.
För ångbildningsvärmen:
Vattnet måste hålla en hög temperatur hela tiden. Det fungerar bara för ganska höga effekter. Man
kan förvärma med stora doppvärmaren strax innan mätningen. Temperaturändringar kan man ta
hänsyn till i beräkningen.
Vattnet måste kunna avdunsta fritt. Ta bort locket och ta ut värmeslinga och termometer ur locket.
Största felkällan är att omgivningsvärmen också bidrar till förångning. Resultatet blir alltså bäst vid
väldigt hög effekt av värmeslingan. Helst vill vi ha oändlig effekt. Vi kan få det via extrapolering på
följande sätt:
Mät massändringen dm för en viss uppvärmningstid dt för ett antal (minst 5) valda effekter P, och
beräkna m’=dm/dt för varje P. (Vi antar att massan minskar med konstant hastighet under hela
uppvärmningstiden.)
Plotta –P/m’ mot 1/P, och bestäm ur detta diagram vattnets ångbildningsvärme samt
uppskatta osäkerheten. Fundera över varför vi plottar just dessa storheter.
Minstakvadratanpassning till mätvärdena och extrapolering till 1/P = 0 ger ångbildningsvärmen.
