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.
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
vand
), målt i kJ / kg, ud ved at dividere den
tilførte energi (
Δ
E
vand
), målt i kJ, med massen (m
vand
) af stoffet, målt i kg. L
vand
er konstanten,
hvilket vil sige at
Δ
E
vand
er proportional med m
vand
.
Ligningen hedder så: L
vand
=
Δ
E
vand
/ m
vand
.
Dermed gælder det også at
Δ
E
vand
= L
vand
.
m
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).
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
vand
=
Δ
E
vand
/ m
vand
Vi kender mængden af Joules brugt ved fordampningen, og massen der er fordampet. Vi kan nu
beregne vands fordampnings varme, L
vand
.
L
vand
= 180400 J / 69,2 g = 2606,936 J/g
Altså bruges der 2606,936 J på at fordampe 1 g vand.
Beregning af den procentvise relative afvigelse:
Tabelværdien for L
vand
er lig 2257 J/g.
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
fordampnings varme
Procentvis relativ afvigelse
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.
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 %.