Kai kažkas dega, jis išskiria energiją šilumos ir šviesos pavidalu. Tam tikros liepsnos išskiriamos energijos kiekis skiriasi priklausomai nuo deginamo kuro. Kuro išskiriamos energijos kiekį galite patikrinti išmatuodami temperatūros pokytį, kurį liepsna sukuria vandens inde. Vienas iš būdų išmatuoti energiją yra sukonstruoti kalorimetrą, kuris matuoja šilumos kiekį, dalyvaujantį cheminėje reakcijoje ar terminiame procese.
Žingsniai
1 dalis iš 3: paprasto kalorimetro kūrimas
Žingsnis 1. Išmatuokite vandenį graduotu cilindru
Svarbu tiksliai žinoti, kiek vandens sunaudojate. Tai leis jums apskaičiuoti, kiek energijos sunaudota vandens šildymui. Eksperimentui tiksliai išmatuokite 100 mililitrų (3,4 fl oz) vandens su graduotu cilindru. Įrašykite šią sumą į sąsiuvinį.
Žingsnis 2. Supilkite vandenį į sodos skardinę
Aliuminio sodos skardinė šilumą praleis efektyviau nei stiklo cilindras. Būkite atsargūs, kad neišpiltų vandens. Svarbu, kad įrašytas vandens kiekis būtų teisingas.
Žingsnis 3. Padėkite skardinę virš kuro šaltinio
Kadangi šiluma didėja, gausite didžiausią šilumos perdavimą, jei skardinė bus uždėta tiesiai virš kuro šaltinio. Naudokite stovą arba pastatykite paprastą aparatą, kad laikytumėte skardinę 6–8 centimetrais (2,4–3,1 colio) virš kuro šaltinio. Naudokite metalą, kad laikytumėte skardinę vietoje.
Medžiagos ar plastikas gali ištirpti arba užsidegti, todėl stendui statyti būtinai naudokite ugniai saugias medžiagas
2 dalis iš 3: Temperatūros pokyčių matavimas
Žingsnis 1. Išmatuokite pradinę vandens temperatūrą
Be pradinės vandens temperatūros negalėsite žinoti, kiek šilumos buvo sugerta. Įdėkite termometrą į vandenį ir nuskaitykite. Užsirašykite skaitymą, kad tiksliai jį prisimintumėte.
Pavyzdžiui, pradinis rodmuo gali būti 20 ° C (68 ° F). Geriausia matuoti Celsijaus laipsniu, nes tai vėliau supaprastins jūsų matematiką
Žingsnis 2. Uždegkite degalus po vandeniu
Kurui uždegti naudokite degtuką ar griliaus žiebtuvėlį. Įprasti degalai yra žemės riešutų aliejus, augalinis aliejus, metanolis arba etanolis. Šį veiksmą turėtų atlikti prižiūrimas suaugęs asmuo arba kartu su juo.
- Dėvėkite pirštines ir akinius, kad apsaugotumėte akis ir rankas.
- Prieš uždegant kurą, sudarykite saugos planą, jei kas nors negerai ar ugnis plinta. Netoliese laikykite gesintuvą.
Žingsnis 3. Paimkite galutinį vandens temperatūros rodmenį
Kai degalai sudegs arba juos užgesinsite, jums reikės antrojo temperatūros rodmens. Naudokite tą patį termometrą ir įkiškite jį į vandenį. Įrašykite galutinę temperatūrą, kuri bus naudojama apskaičiuojant energiją, išsiskiriančią deginant kurą.
Galutinis skaitymas turėtų būti didesnis nei pradinis. Pavyzdžiui, priklausomai nuo jūsų kuro, jis gali būti apie 24 ° C (75 ° F)
3 dalis iš 3: Išleistos energijos apskaičiavimas
Žingsnis 1. Raskite temperatūros skirtumą
Iš galutinės temperatūros atimkite pradinę temperatūrą. Tai parodys, kiek vandens temperatūrą pakeitė degantis kuras. Konvertuokite šį skaičių į Celsijų, jei matavimai atlikti ne pagal Celsijų.
-
Galite konvertuoti skaičių iš Farenheito į Celsijų, naudodami lygtį C = (F-32) x5/9 { displaystyle C = (F-32) x5/9}
where C is the temperature in Celsius and F is the temperature in Fahrenheit.
- An example is 24 °C (75.2 °F) - 20 °C (68.0 °F) = 4 °C (39.2 °F).
Žingsnis 2. Padauginkite temperatūros skirtumą iš savitos vandens šilumos
Savitoji vandens šiluma yra šilumos kiekis, kurio reikia 1 gramo vandens temperatūrai pakelti 1 laipsniu Celsijaus. Vandens savitoji šiluma yra 1 kalorija vienam gramui Celsijaus. Tai reiškia, kad 1 gramui vandens 1 laipsniu Celsijaus pašildyti reikia 1 kalorijos.
- Specifinės šilumos vienetas užrašomas kaip 1 kalorija / (gramas x laipsniai Celsijaus).
- Padauginus tai iš temperatūros skirtumo, gaunami 4 laipsniai Celsijaus x 1 kalorija / (gramas x Celsijaus laipsnis) = 4 kalorijos / gramas.
Žingsnis 3. Vandens masės faktorius
Dabar padauginkite šilumos skirtumo ir specifinės šilumos sandaugą iš sunaudoto vandens kiekio. Atminkite, kad 1 ml vandens yra lygus 1 gramui vandens. Įsitikinkite, kad naudojate vienetus gramais.
Tai suteiks jums energijos: 4 kalorijos / gramas x 100 gramų = 400 kalorijų
Žingsnis 4. Supraskite, kad jūsų sistema praranda šiek tiek energijos
Nors dalis išsiskiriančios šilumos patenka tiesiai į vandenį, jūsų sistema nėra tobula. Šiek tiek šilumos praras aplinkinis oras. Nedidelį šilumos kiekį taip pat sugers pati skardinė. Mažai ką galima padaryti norint kompensuoti šilumos nuostolius.
Jei bandote atlikti labai tikslius eksperimentus, galite investuoti į komercinį kalorimetrą, tačiau net ir tada rezultatai gali būti ne 100% efektyvūs
Patarimai
Kruopščiai pritvirtinkite skardinę prie stovo, kad įsitikintumėte, jog ji neapvirsta ar nenukrenta ant liepsnos. Taip pat įsitikinkite, kad skardinė nėra šalia nešiojamojo kompiuterio. Taip pat įsitikinkite, kad skardinė neliečia liepsnos. Tarp jo turėtų būti tam tikras tarpas
Įspėjimai
- Kai kurių medžiagų garai yra toksiški. Jei neturite dūmų gaubto, kurį mokate naudoti, laikykitės buitinio kuro, pavyzdžiui, žvakių.
- Gaisras yra labai pavojingas ir galite lengvai nudegti. Būkite atsargūs su juo ir visada laikykite po ranka gesintuvą.