[navn fjernet], 1.x På hold med Mathias og [navn fjernet]
Side 1 af 6
STX 1.g
FORMÅL:
Formålet med forsøget er at beregne, hvad er for aluminium og messing,
hvilket man kan gøre ved hjælp af tabelværdien for vands specifikke varmekapacitet.
TEORI:
Hvis et legeme, der for eksempel kan være et metallod eller lidt vand, bliver tilført energi, så vil dets
temperatur stige. Hvis man kender legemets temperaturændring, og hvis man beregner den ved ∆T=T
2
-T
1
,
så kan man beregne mængden af den tilførte energi med en formel. Den ser sådan ud:
Et legemes specifikke varmekapacitet, der også bliver kaldt for dets c-værdi, fordi det betegnes med et lille
”C”, er den mængde af energi, der skal bruges for at opvarme 1 kg af legemet med 1 K. Tabelværdien for
vands c-værdi er:
Man kan beregne c-værdien for andre stoffer, hvis man kender den for vand, men det kræver bare, at man
omskriver formlen for energi en lille smule. Det ser sådan ud:
Der gælder for et isoleret system, at:
Og da det isolerede system består af vand, Joulemeter-skålen og et af lodderne i forsøget her, så kan man
omskrive formlen til, at:
Da man kender formlen for termisk energi fra det øverste afsnit om teori, og da man kender formlen for
energi i et isoleret system fra det nederste afsnit om teori, så kan man lave formler, der kan bruges til at
beregne c-værdien for for eksempel aluminium og messing. Det ser sådan ud for aluminium:
[navn fjernet], 1.x På hold med Mathias og [navn fjernet]
Side 2 af 6
Og det ser sådan ud for messing:
Man bruger (T
2
-373) i stedet for ∆T ved formlen for loddernes energi, fordi man regner med, at de er 100
°C, når de kommer ned i Joulemeter-skålen. De kommer jo lige fra elkedelen.
For formlerne ovenfor gælder, at:
∆E er energiændringen.
m er massen.
c er .
∆T er temperaturændringen.
T
2
er den sidst målte temperatur.
MATERIALER OG METODER:
Her kommer en liste med de apparater og redskaber, som vi har brugt under forsøget. Her kommer også en
gennemgang af forsøgets udførelse.
Apparater og redskaber:
Lod af aluminium.
Lod af messing.
Joulemeter-skål.
Termometer.
Elkedel.
Vægt.
[navn fjernet], 1.x På hold med Mathias og [navn fjernet]
Side 3 af 6
Det første, vi gjorde, da vi skulle beregne c-værdien
for aluminium og messing, var at veje de
metallodder, som vi havde fundet – selvfølgelig et af
hvert slags metal. Vi startede med at lave målinger
med loddet af aluminium. Det næste, vi gjorde, var at
veje den indre skål i Joulemeter-skålen, hvorefter vi
fyldte halvdelen af den med vand og vejede den igen.
Så kunne vi nemlig beregne massen af vandet. Det
næste, vi gjorde, var at sætte den indre skål ned i den
ydre i Joulemeter-skålen, hvorefter vi målte
temperaturen T
1
af vandet. Da vandet i elkedelen
kogte, og da loddet havde ligget dernede et stykke
tid, så tog vi det over i Joulemeter-skålen. Derefter
målte vi temperaturen T
2
af vandet. Det var den
procedure, som vi udførte to gange med hvert lod.
Det er også vist på min tegning til højre.
RESULTATER:
Her kommer et par tabeller, der viser de resultater, som vi har fået under forsøget. Det er både målinger og
beregninger.
T
1
/K
T
2
/K
∆T/K
m
v
+m
skål
/kg
m
v
/kg
Aluminium
295,5
303,5
8,0
0,23593
0,14762
Aluminium
308,5
314,7
6,2
0,23593
0,14762
Messing
303,2
309,0
5,8
0,23593
0,14762
Messing
313,6
318,2
4,6
0,23593
0,14762
m
skål
/kg
m
Al
/kg
m
messing
/kg
0,08831
0,10096
0,19965
DATABEHANDLING:
Her kommer et par eksempler, der viser, hvordan jeg har beregnet c-værdien for aluminium og messing.
Her kommer også en tabel med alle resultaterne og afvigelsen i forhold til tabelværdien.
Eksempel på udregning for loddet af aluminium:
[navn fjernet], 1.x På hold med Mathias og [navn fjernet]
Side 4 af 6
Eksempel på udregning for loddet af messing:
c
lod
/(kJ/kg*K)
c
tabel
/(kJ/kg*K)
Afvigelsen/%
Aluminium
0,78
0,896
-13
Aluminium
0,72
0,896
-20
Messing
0,31
0,390
-21
Messing
0,29
0,390
-26
Messing med
tabelværdien for Al
0,32
0,390
-18
Messing med
tabelværdien for Al
0,29
0,390
-26
Jeg har beregnet c-værdien for messing med både mit eget resultat og tabelværdien for c-værdien for
aluminium, fordi jeg synes, at det er lidt sjovere, hvis det eneste, vi ikke selv har målt eller beregnet for at
beregne c-værdien for aluminium og messing, er c-værdien for vand. Også selvom det bliver lidt mindre
præcis.
[navn fjernet], 1.x På hold med Mathias og [navn fjernet]
Side 5 af 6
DISKUSSION:
Her kommer et diagram, der gør afvigelsen fra tabelværdien for c-værdien for aluminium og messing lidt
mere overskuelig. Her kommer også en kommentar til diagrammet og hele forsøget.
Diagrammet viser tydeligt, at c-værdien for aluminium og messing er blevet for lille i forhold til
tabelværdien i hvert tilfælde, fordi procenterne er negative. De viser altså, at afvigelsen går ”nedad” i
forhold til tabelværdien. Diagrammet viser også tydeligt, at afvigelsen er størst for messing, hvor den er -26
% i mere end et tilfælde. Det sker ofte i forsøget her, fordi tælleren i brøken har en tendens til at blive for
lille, og fordi nævneren i brøken har en tendens til at blive for stor, hvilket jo giver et for lille resultat. Vi har
blandt andet regnet med, at lodderne var præcis 100 °C, da vi tog dem over i Joule-meterskålen. Det er jo
ikke sikkert, det har været tilfældet.
Jeg synes, at forsøget har været en succes, selvom nogle af c-værdiernes afvigelse i forhold til tabelværdien
har været rimelig stor. Det skyldes nok, at vi fået en idé om, hvordan man beregner c-værdien for et stof,
hvis man kender massen og temperaturændringen og sådan noget, og hvordan man selv laver og omskriver
formler for at kunne beregne en bestemt værdi. Så betyder resultaterne ikke skide meget.
Jeg vil til sidst skrive nogle fejlkilder i forsøget, der måske har haft betydning for resultatet. De kommer her:
Det var ikke sikkert, at vi fik et 100 % korrekt resultat, da vi vejede metallodderne og Joulemeter-
skålen. Der er jo altid en vis måleusikkerhed.
Det var ikke sikkert, at lodderne var præcis 100 °C, da vi tog dem over i Joule-meterskålen. De
kunne for eksempel have mistet lidt varme på ”flyveturen” fra elkedelen.
Det var ikke sikkert, at vandet og Joulemeter-skålen havde den samme temperatur. Vi målte jo bare
temperaturen af vandet og brugte det til ∆T.
-30%
-25%
-20%
-15%
-10%
-5%
0%
AFVIGELSEN FRA TABELVÆRDIEN
Aluminium
Aluminium
Messing
Messing
Messing med tabelv.
Messing med tabelv.
[navn fjernet], 1.x På hold med Mathias og [navn fjernet]
Side 6 af 6
Det var ikke sikkert, at vandet havde præcis den samme masse under alle forsøgene. Noget af
vandet kunne været fordampet, og noget af vandet kunne have siddet på lodderne, da vi tog dem
op af Joulemeter-skålen.
Vi antog i vores beregninger, at vandet, lodderne og Joulemeter-skålen udgjorde et isoleret system,
hvilket nok ikke helt var tilfældet. Lodderne kunne for eksempel have afgivet lidt varme til lokalet i
stedet for kun til vandet og Joulemeter-skålen.
Jeg tror, at de fleste af fejlkilderne har haft betydning for resultatet i et større eller mindre omfang, men jeg
tror, at det er den sidste af dem, der har været den væsentligste. Vandet, lodderne og Joulemeter-skålen
har sandsynligvis ikke udgjort 100 % isoleret system.
ANVENDTE KILDER:
Her kommer en liste over de kilder, som jeg har anvendt til at skrive rapporten.
Michaels øvelsesvejledning.
FysikABbogen1.
Databogen.
www.wikipedia.org