[navn fjernet], 1.s Fysik 19/12-11
1
Fysikrapport – Vands varmefylde
STX 1.g
_____________________________________________________
Formål
Formålet med det forsøg har for det første været at bestemme vand specifikke
varmefylde. Udover det er vi også blevet introduceret for programmet LoggerPro.
Efter forsøget skulle vi gerne forstå, hvorfor det er godt at anvende sådan et
program, og hvad man kan bruge det til.
Teori
Specifik varmekapacitet er målet for, hvor meget energi der skal til for at opvarme
1 g af et stof 1 grad. Dette måles i J/g
O
C. Ligningen er:
c = E /T * m
Effekten (P) findes ved:
E/t
Loggerpro er et datafangst program til computeren. Man kan tilslutte forskellige
apperater til det, og i dette tilfælde har vi sat en temperaturmåler til. Man indstiller
i programmet, hvor mange målinger, man vil have på et vis antal sekunder. Så snart
man har opstilt forsøget, trykker man på ”Collect”, og så vil der indsamles data, som
opstilles i en graf.
Grafen er ligefrem proportinal, y = ax + b, men i dette tilfælde hedder den:
Temperatur = m(slope)* t + b
Middelværdi er et udtryk for gennemsnittet for et antal værdier. Ved at udregne
middelværdien, eller gennemsnitter, får man et godt tal, man kan bruge, hvis man
skal give en general værdi, for det man har målt.
[navn fjernet], 1.s Fysik 19/12-11
2
Udregningen foregår således:
eller = alle værdierne lagt sammen, delt med det antal værdi
man har
Usikkerhedsberegning foregår sådan:
c
vand
= ½ * (C
max
– C
min
)
Tabelværdi er gennemsnitet af en masse værdier. Tabelvædien for vand = 4,18
J/g
O
C.
Den procentvise afvigelse fra tabelværdien i forhold til ens målte værdi kan
udregnes sådan:
Relativ afvigelse = (tabelværdi – målte værdi/ tabelværdi)*100 %
Forsøgets opstilling
(Tegning ved bilag)
Beskrivelse af udførelse
I dette forsøg starter man med at veje vandet i bægeret.
Bagefter vejer man el-kogeren og trækker de to fra hinanden for at finde massen
for vand alene.
Derefter tilsluttes en temperatursensor. Så forbinder man LoggerPro og computer
via USB-indgangen og tænder for det hele. På computerskærmen dukker der et
billede op med et slags koordinatsystem, hvor de tal der måles former en graf. Men
før det sker, skal det indstilles, så det tæller 2 måling/sek. i f. eks 2 min.
Derefter anbringer man temperaturmåleren i el-kogeren, og tænder for kedlen.
Programmet på computeren sættes i gang og temperaturens stigning bliver
opstillet som en graf. Når grafen er færdig, vælger man et stykke på grafen, hvor
stigningen er nogenlunde den samme, og derfra får man de værdier, man indsætter
i sin ligning.
Rådata
Massen:
M
vand+bæger
= 1858,1 g
M
el-koger
= 640,2 g
M
vand
= 1858,1 g – 640,2 g = 1217,9 g
El-kogeren :
[navn fjernet], 1.s Fysik 19/12-11
3
P
el-kogeren
= 1818 W
m(slope) = 0,3789
O
C/s
b = 13,86
O
C
Databehandling
c
vand
= E/m
vand
* T c
vand
= (E/t)/m
vand
* (T/t)
E/t = P
T/t = a (m,slope)
Derfor hedder ligningen nu:
c
vand
= P/ m
vand
* a
c
vand
= 1818 W / 1217,9 g * 0,3789
O
C/s = 3,93 J/g
O
C
Middelværdien:
Alle gruppernes resultater
3,3
3,9
3,9
4,2
4,4
4,4
4,8
<c
vand
> = (3,3 + 3,9 + 3,9 + 4,2 + 4,4 + 4,4 + 4,8)/7 = 4,1258 J/g
O
C
Usikkerhedsberegning:
c
vand
= ½ * (C
max
– C
min
)
c
vand
= ½ * (4,8 J/g
O
C – 3,3 J/g
O
C = 0,75 J/g
O
C
C
vand målt
= 4,13 J/g
O
C + - 0,75 J/g
O
C
[navn fjernet], 1.s Fysik 19/12-11
4
Graf
[navn fjernet], 1.s Fysik 19/12-11
5
På denne graf ses, hvordan temperaturen er steget, som sekunderne går. Den del af
grafen, der er markeret, er den del vi har fået vores tal fra.
Procentafvigelse fra forventede resultat
Tabelværdien for vands specifikke varmekapacitet = 4,18 J/g
O
C
For at udregne afvigelse fra tabelværdi (det forventede resultat) i procent bruges
formlen :
Relativ afvigelse = (tabelværdi – målte værdi/ tabelværdi)*100 % =
(4,18 J/g
O
C – 3,93 J/g
O
C/ 4,18 J/g
O
C) *100 % = 5,981 %
Konklusion
Formålet for dette forsøg er i den grad blevet opfyldt. Vi har udregnet vands
specifikke varmekapacitet. Dog med nogle fejlkilder, men vores middelværdi ligger
med tæt på den faktiske tabelværdi, og den procentvise afvigelse er heller ikke ret
høj.
Vi har også lært at bruge LoggerPro. Programmet egner sig rigtig godt til forsøg
som dette, så fremover vil vi nok bruge det i stedet for selv at lave alle
beregningerne og tegne en graf i f. eks Excel. Denne her graf er mere præcis.