Metallers specifikke varmekapacitet | Fysik B

1 | P a g e

Fysik B

Metallers varmefylde

1 Formål

At bestemme forskellige ukendte metallers varmefylde.

2 Teori

Varmekapacitet er et udtryk for et givent legemes evne til at gemme på varme, og kan findes ved forholdet mellem tilført varme med betegnelsen og temperaturstigningen , og kan beskrives ved følgende formel: Et stof har tendens til at afgive noget af sin indre energi eller varmemængde, når det kommer i kontakt med et andet stof eller bliver påvirket af omgivelserne. Det vil sige, at den modtagne varmemængde er tilsvarende den afgivende, hvilket resulterer i, at temperaturen hos det stof der modtager varmen, vil ændres med en størrelse Δt.

En opvarmning på 20 grader af et stof kræver dobbelt så meget varmemængde, som en opvarmning af samme mængde stof på 10 grader. Dette gælder også for massen af et stof, da det kræver dobbelt så stor varmemængde at opvarme 20 kg stof 1 grad, som det kræver at opvarme 10 kg stof 1 grad. Deraf kan man udelede at varmemængden Q er proportional med massen m af stoffet samt dets temperaturændring Δt. Den specifikke varmekapacitet er proportionalitetsfaktoren og betegnes c. Følgende er derfor gældende: Som det kan ses af ovenstående formel, så har den specifikke varmekapacitet c enheden Dermed er den specifikke varmekapacitet er den varmemængde, der skal til for at opvarme 1 kg stof 1 K. De letteste luftarter har de højeste varmefylder, væskerne mindre og tunge metaller de laveste værdier. 2 | P a g e Der er ikke taget højde for faseovergangene, da varmefylden her er diskontinuer pga. de termodynamiske forandringer.

Da vi ved, at energimængden i et isolerede system er konstant, kan vi formode, at den mængde energi, som er blevet modtaget, er tilsvarende den mængde energi, som metalloddet har afgivet. Vi har derfor også to ligninger: samt  Jf. førnævnte betragtning vedrørende den konstante energimængde er følgende derfor gældende:

3.1 Procedure

Vi udvælger tre forskellige metalloder, hvis varmefylde er ukendt. For at beregne hvad disse er, kan vi benytte vores viden omkring vands varmefylde, for til sidst at isolere metallets specifikke varmekapacitet. Det gøres ved at finde samtlige af de resterende værdier ved følgende forsøg: En mængde vand koges i kedelen, hvorefter et af metallodderne nedsænkes, og holdes nede inddtil temperaturen er   Derefter tages det op og bankes hurtigt på vandet, så det overflødige vand ryger af.