Rapport i Fysik om Vands Specifikke Fordampningsvarme

Side 1

STX 2.g

2.f Odense Katedralskole

Rapport over forsøg med Vands fordampningsvarme

Rapport: Vands fordampningsvarme:

Formålet med forsøget:

Formålet med dette forsøg er at ud af hvor meget energi pr. masseenhed der skal til for at fordampe vand ved 100 ˚C, altså at finde vands fordampningsvarme.

Tegning af forsøgsopstilling m. navne på de anvendte remedier:

Fremgangsmåde:

Vi tog en elkedel uden låg, fyldte vand i (ca. 1 liter) og sluttede den til et energimeter. Derefter satte vi elkedelen på en vægt så vi kunne følge med i massetabet. Vi satte vægten til LoggerPro så vi kunne følge med i udvikling for tid og masse. Vi vejede selvfølgelig hvor meget kedelen med vand vejede. Kedelen blev tændt, og vi ventede til vandet begyndte at koge. Derefter tændte vi for energimeteret, og satte LoggerPro i gang med at måle. LoggerPro målte hvert 2. sekund i 100 sekunder. Efter de 100 sekunder stoppede vi for LoggerPro’s målinger, og energimeteret standsedes også.

Vi aflæste hvor meget masse vandet i kedelen havde mistet over de 100 sekunder.

Side 2

2.f Odense Katedralskole

Rapport over forsøg med Vands fordampningsvarme

Teoriafsnit:

Vands fordampningsvarme er den mængde energi der skal til for at fordampe en bestemt mængde vand. Vand fordamper først ved 100 ˚C. Altså, hvor meget energi skal der tilføres flydende vand for at det laver en faseovergang til gas.

Vi kan regne den specifikke fordampningsvarme (L), målt i kJ / kg, ud ved at dividere den

vand tilførte energi (

Δ vand vand vand

E

), målt i kJ, med massen (m

) af stoffet, målt i kg. L er konstanten, hvilket vil sige at E er proportional med m.

Δ vand vand

Ligningen hedder så: L = E / m.

vand Δ vand vand

Dermed gælder det også at E = L m

Δ vand vand vand

.

Da vandet under forsøget konstant bliver udsat for den samme temperatur, 100 ˚C, så må vandet i kedelen miste masse konstant, hvilket ideelt skulle give en lineær faldende graf. Den forventede graf kan således også hjælpe med at bestemme hvor meget vand der fordamper pr. tidsenhed. Det skal nemlig være lig med den positive hældningskoefficient.

Måleresultater:

Grafen viser forsøgets forløb, registreret i programmet LoggerPro, og viser en tydelig faldende

lineær sammenhæng mellem tiden i sekunder (s) og massen af vand + kedel målt i gram (g).

Side 3

2.f Odense Katedralskole

Rapport over forsøg med Vands fordampningsvarme

Startmasse for vand + kedel = 1736 g
Slutmasse for vand + kedel = 1666,8 g
Vandmasse fordampet= 1736 g – 1666,8 g = 69,2 g
Energi benyttet til fordampning af vand: 180400 J= 180,4 kJ

Beregning af resultater:

Vandmasse fordampet= 1736 g – 1666,8 g = 69,2 g

Vands fordampningsvarme = L = E / m

vand Δ vand vand

Vi kender mængden af Joules brugt ved fordampningen, og massen der er fordampet. Vi kan nu beregne vands fordampnings varme, L.

vand

L = 180400 J / 69,2 g = 2606,936 J/g

vand

Altså bruges der 2606,936 J på at fordampe 1 g vand.

Beregning af den procentvise relative afvigelse:

Tabelværdien for L er lig 2257 J/g.

vand

Altså en forskel på (2606,936 J/g – 2257 J/g) = 349,936 J/g, fra tabelværdien.

Den relative afvigelse udtrykt i procent beregnes ved følgende formel:

                               .
((måltværdi - tabelværdi) / tabelværdi) 100 %

((2606,936 J/g - 2257 J/g) / 2257 J/g)^{.} 100 = 15,5 %

Slutresultater

Målt fordampnings varme Tabelværdi for vands Procentvis relativ afvigelse fordampnings varme

2607 J/g 2257 J/g 15,5 %

Vurdering:

Usikkerheder:

Alle målinger i forsøget blev udført med måleværktøj der alle har en usikkerhed på sig da det ikke er det mest præcise værktøj der kan arbejdes med.

Side 4

2.f Odense Katedralskole

Rapport over forsøg med Vands fordampningsvarme

Fejlkilder:

Under kogningen af vandet fortættede noget af vanddampen på indersiden af kedlen og dette løb ned i kedlen igen hvilket betyder, at en del af vandet blev fordampet to gange, hvilket giver et større energiforbrug. Desuden gik der ikke kun energi til vandfordampningen da der også blev brugt energi på opvarmningen af selve kedlen. Disse forhold afspejler sig ganske fint i vores resultater da de lå en smule højere end tabelværdien, hvilket jo peger på et for højt energiforbrug.

Konklusion:

I forhold til vores givne midler og forhold, og et ganske problemfrit gennemføring af forsøget vurderer vi, at forsøget var succesfuldt. Resultat afveg en smule fra de givne tabelværdier men da vi var bevidste om forholdene under forsøget gav forsøget stadig rimeligt tilfredsstillende resultater.

Vi fandt vands fordampningsvarme til at være 2606 J/g, hvilket er en fin værdi sammenlignet med
tabelværdien på 2257 J/g. Afvigelsen fra procentværdien var så på 15,5 %.