SMĚŠOVACÍ KALORIMETR -tepelně izolovaná nádoba s míchačkou a teploměrem, která je naplněná kapalinou

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "SMĚŠOVACÍ KALORIMETR -tepelně izolovaná nádoba s míchačkou a teploměrem, která je naplněná kapalinou"

Karla Vlčková
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 KALORIMETRIE Kalorimetr slouží k měření tepla, tepelné kapacity, případně měrné tepelné kapacity Kalorimetrická rovnice vyjadřuje energetickou bilanci při tepelné výměně mezi kalorimetrem a tělesy v kalorimetru. SMĚŠOVACÍ KALORIMETR -tepelně izolovaná nádoba s míchačkou a teploměrem, která je naplněná kapalinou c 1, m 1,t 1... měrná tepelná kapacita kapaliny v kalorimetru, hmotnost a počáteční teplota této kapaliny C k tepelná kapacita kalorimetru c 2, m 2, t 2.. měrná tepelná kapacita tělesa, hmotnost a počáteční teplota tělesa, které vložíme do kalorimetru t. Výsledná teplota po vložení tělesa do kalorimetru a po dosažení rovnovážného stavu soustavy Tepelná výměna mezi kapalinou v kalorimetru a teplejším tělesem: Předpokládáme-li, že ztráty, ke kterým při tepelné výměně dochází, jsou zanedbatelně malé a je-li t 1 t 2, pak platí : m 1 c 1 (t t 1 ) + C k (t t 1 ) = m 2 c 2 (t 2 t) ELEKTRICKÝ KALORIMETR - tepelně izolovaná nádoba, v níž je topná spirála, připojená ke zdroji v obvodu s reostatem, ampérmetrem, voltmetrem a spínačem, ve které je kapalina, míchačka a teploměr U 0. svorkové napětí zdroje I.. proud procházející obvodem. doba. po kterou prochází proud topnou spirálou Q 1 = U 0.I.. teplo, které vznikne t topné spirále za dobu m,c,t 0. hmotnost kapaliny v kalorimetru, měrná tepelná kapacita a počáteční teplota této kapaliny Q 2 = m.c.(t t 0 ) + C k.(t t 0 ) = U 0.I. C k. tepelná kapacita kalorimetru Změříme-li ostatní veličiny, lze určit měrnou tepelnou kapacitu kapaliny v kalorimetru

.. měrná tepelná kapacita kapaliny v kalorimetru, hmotnost a počáteční teplota této kapaliny C k tepelná kapacita kalorimetru c 2, m 2, t 2.

2 KALORIMETRIE PŘÍKLADY 1. Do vody o hmotnosti 1,5kg a počáteční teplotě 20 0 C vložíme hliníkový předmět o teplotě C. jakou má hmotnost, jestliže výsledná teplota soustavy po dosažení tepelné rovnováhy byla 35 0 C? Měrná tepelná kapacita hliníku je 896 J.kg -1.K -1, vody 4180 J.kg -1.K V měděném kalorimetru o hmotnosti 200g je voda o hmotnosti 150g a teplotě 18 0 C. Do vody ponoříme ocelový váleček o hmotnosti 100g a teplotě 50 0 C. Určete výslednou teplotu po dosažení rovnovážného stavu. Měrná tepelná kapacita mědi je 383 J.kg -1.K -1, oceli 452 J.kg -1.K -1, vody 4180 J.kg -1.K V kalorimetru je 200g vody teploty 20 0 C. Kolik vody o teplotě 80 0 C musíme do kalorimetru přidat, aby výsledná teplota byla 52 0 C? a) Předpokládejte, že tepelná výměna nastala jen mezi teplejší a chladnější vodou. b) Úlohu řešte za předpokladu, že tepelná kapacita kalorimetru je 90J.K Hliníkový kalorimetr má hmotnost 90g, měrná tepelná kapacita hliníku je 896 J.kg -1.K -1. a) Určete přibližnou hodnotu tepelné kapacity kalorimetru. b) Je-li v kalorimetru 200g vody teploty 20 0 C, kolik vody 50 0 C teplé musíme do kalorimetru přidat, aby výsledná teplota byla 35 0 C? 5. Do vody o objemu 2 litry byl vložen měděný předmět o hmotnosti 0,5kg.Výsledná teplota po dosažení rovnovážného stavu byla 28 0 C. Jakou teplotu měl měděný předmět před vložením do vody? Předpokládejte, že tepelná výměna nastala pouze mezi měděným předmětem a vodou v kalorimetru. 6. Byla smíchána voda o objemu 30 litrů a teplotě 15 0 C s vodou o objemu 80 litrů a počáteční teplotě 75 0 C. Po dosažení tepelné rovnováhy byla výsledná teplota soustavy 52 0 C. Kolik tepla bylo předáno okolí? Měrná tepelná kapacita vody je 4180 J.kg -1.K Dvě tělesa o hmotnostech m 1 = 2kg a m 2 = 3kg a teplotách t 1 = C a t 2 = C a měrných tepelných kapacitách c 1 = 2000 J.kg -1.K -1 a c 2 = 500 J.kg -1.K -1 ponoříme do kalorimetru jehož tepelná kapacita je 200J.K -1, ve kterém je 5 litrů vody o teplotě 20 0 C (c 3 = 4200 J.kg -1.K -1 ). Jaká bude výsledná teplota soustavy po vyrovnání teplot? 8. V kalorimetru o tepelné kapacitě 63J.K -1 je olej o hmotnosti 250g a teplotě 12 0 C. Do oleje ponoříme měděné závaží o hmotnosti 500g a teplotě C. Výsledná teplota soustavy po dosažení rovnovážného stavu je 33 0 C. Určete měrnou tepelnou kapacitu oleje v kalorimetru. Měrná tepelná kapacita mědi je 383 J.kg -1.K V elektrickém kalorimetru je olej o hmotnosti 500g a teplotě 12 0 C. Topnou spirálou připojenou ke zdroji o napětí 24V procházel po dobu 4 minuty proud 4,5A, Teplota oleje stoupla na 33 0 C. Tepelná kapacita kalorimetru je C k = 90J.K -1. Určete měrnou tepelnou kapacitu oleje.

V měděném kalorimetru o hmotnosti 200g je voda o hmotnosti 150g a teplotě 18 0 C. Do vody ponoříme ocelový váleček o hmotnosti 100g a teplotě 50 0 C.

3 PŘÍKLADY - ŘEŠENÍ 1. Do vody o hmotnosti 1,5kg a počáteční teplotě 20 0 C vložíme hliníkový předmět o teplotě C. jakou má hmotnost, jestliže výsledná teplota soustavy po dosažení tepelné rovnováhy byla 35 0 C? Měrná tepelná kapacita hliníku je 896 J.kg -1.K -1, vody 4180 J.kg -1.K V měděném kalorimetru o hmotnosti 200g je voda o hmotnosti 150g a teplotě 18 0 C. Do vody ponoříme ocelový váleček o hmotnosti 100g a teplotě 50 0 C. Určete výslednou teplotu po dosažení rovnovážného stavu. Měrná tepelná kapacita mědi je 383 J.kg -1.K -1, oceli 452 J.kg -1.K -1, vody 4180 J.kg -1.K V kalorimetru je 200g vody teploty 20 0 C. Kolik vy o teplotě 80 0 C musíme do kalorimetru přidat, aby výsledná teplota byla 52 0 C? a) Předpokládejte, že tepelná výměna nastala jen mezi teplejší a chladnější vodou. b) Úlohu řešte za předpokladu, že tepelná kapacita kalorimetru je 90J.K -1.

4 4. Hliníkový kalorimetr má hmotnost 90g, měrná tepelná kapacita hliníku je 896 J.kg -1.K -1. a) Určete přibližnou hodnotu tepelné kapacity kalorimetru. b) Je-li v kalorimetru 200g vody teploty 20 0 C, kolik vody 50 0 C teplé musíme do kalorimetru přidat, aby výsledná teplota byla 35 0 C? 5. Do vody o objemu 2 litry byl vložen měděný předmět o hmotnosti 0,5kg.Výsledná teplota po dosažení rovnovážného stavu byla 28 0 C. Jakou teplotu měl měděný předmět před vložením do vody? Předpokládejte, že tepelná výměna nastala pouze mezi měděným předmětem a vodou v kalorimetru. 6. Byla smíchána voda o objemu 30 litrů a teplotě 15 0 C s vodou o objemu 80 litrů a počáteční teplotě 75 0 C. Po dosažení tepelné rovnováhy byla výsledná teplota soustavy 52 0 C. Kolik tepla bylo předáno okolí? Měrná tepelná kapacita vody je 4180 J.kg -1.K -1.

Výsledná teplota po dosažení rovnovážného stavu byla 28 0 C. Jakou teplotu měl měděný předmět před vložením do vody?

5 7. Dvě tělesa o hmotnostech m 1 = 2kg a m 2 = 3kg a teplotách t 1 = C a t 2 = C a měrných tepelných kapacitách c 1 = 2000 J.kg -1.K -1 a c 2 = 500 J.kg -1.K -1 ponoříme do kalorimetru jehož tepelná kapacita je 200J.K -1, ve kterém je 5 litrů vody o teplotě 20 0 C (c 3 = 4200 J.kg -1.K -1 ). Jaká bude výsledná teplota soustavy po vyrovnání teplot? 8. V kalorimetru o tepelné kapacitě 63J.K -1 je olej o hmotnosti 250g a teplotě 12 0 C. Do oleje ponoříme měděné závaží o hmotnosti 500g a teplotě C. Výsledná teplota soustavy po dosažení rovnovážného stavu je 33 0 C. Určete měrnou tepelnou kapacitu oleje v kalorimetru. Měrná tepelná kapacita mědi je 383 J.kg -1.K V elektrickém kalorimetru je olej o hmotnosti 500g a teplotě 12 0 C. Topnou spirálou připojenou ke zdroji o napětí 24V procházel po dobu 4 minuty proud 4,5A, Teplota oleje stoupla na 33 0 C. Tepelná kapacita kalorimetru je C k = 90J.K -1. Určete měrnou tepelnou kapacitu oleje.

Jaká bude výsledná teplota soustavy po vyrovnání teplot? 8. V kalorimetru o tepelné kapacitě 63J.K -1 je olej o hmotnosti 250g a teplotě 12 0 C.

Podobné dokumenty

VNITŘNÍ ENERGIE, PRÁCE A TEPLO

VNITŘNÍ ENERGIE, PRÁCE A TEPLO Zákon zachování mechanické energie E celk. = = konst. Míček, který se odráží od země putuje do stále menší výšky, kam se část energie ztrácí? VNITŘNÍ ENERGIE TĚLESA Vnitřní