La capacité thermique, parfois appelée la capacité de chaleur spécifique d'une substance représente la quantité de chaleur nécessaire pour induire un changement de température de 1 degré Celsius à 1 gramme de la substance. Les scientifiques expriment généralement les capacités de chaleur en unités de joules par gramme par degré Celsius ou calories par gramme par degré Celsius. Mathématiquement, la capacité thermique est basée sur l'équation Q = mc (deltaT), où Q représente la chaleur, m représente la masse de substance, c représente la capacité thermique et (deltaT) représente la variation de la température de la substance. Ou, réarrangé pour résoudre pour la capacité thermique, cette équation devient c = Q / [m * (deltaT)].
Instructions
Collecte de données
1 Peser un bécher en plastique ou une tasse vide sur un équilibre et enregistrer sa masse en grammes comme «masse de tasse vide." Si votre balance que des mesures en unités d'onces, puis enregistrer la masse en onces et convertir les mesures en grammes en utilisant une conversion en ligne outil avant d'effectuer les calculs.
2 Remplissez la tasse d'environ trois quarts pleins et peser à nouveau. Noter la masse comme «masse de tasse + eau." Insérer un thermomètre dans la tasse et attendre jusqu'à ce que la température de l'eau se stabilise, puis enregistrer cette température comme «température initiale."
3 Placez un élément de chauffage submersible débranché dans l'eau. Branchez l'élément de chauffage et démarrer le chronomètre en même temps.
4 Agiter l'eau dans la tasse doucement avec un thermomètre alors qu'elle se réchauffe. Au premier signe d'ébullition - généralement de petites bulles qui se forment sur l'élément chauffant - arrêter le chronomètre, enregistrer la lecture de la température du thermomètre et le temps écoulé depuis le chronomètre puis débranchez l'élément chauffant.
calculs
5 Calculer la masse d'eau dans la tasse en soustrayant la masse de la tasse vide de la masse de la coupe et de l'eau ensemble. Par exemple, si la tasse vide pesait 15,5 grammes et la coupe et l'eau pesait 285,0 grammes, alors la masse d'eau était 285,0 - 15,5 = 269,5 grammes.
6 Déterminer le changement de température (delta T) de l'eau en soustrayant la température initiale à partir de la température finale. Ainsi, si la température de l'eau a commencé à 24,5 degrés Celsius, et a augmenté à 98,8 degrés Celsius, puis (deltaT) = 98,8 à 24,5 = 74,3 degrés Celsius.
7 Calculer la quantité de chaleur Q, ajoutée à l'eau en multipliant les éléments de chauffage la puissance nominale en watts par le temps écoulé en secondes. Parce que 1 watt = 1 joule par seconde (voir les références 2), ce qui donnera la chaleur ajoutée à l'eau en unités de joules. La cote de watts de l'élément de chauffage doit être imprimé sur l'élément ou son adaptateur secteur. Par exemple, si l'élément chauffant fonctionne à 500 watts pendant 27 minutes et 54 secondes, puis le temps en secondes est (27 x 60) + 54 = 1674 secondes. La chaleur transférée à l'eau est donc 500 x 1674 = 83,700 joules.
8 Trouvez la capacité calorifique de l'eau en fonction de s = Q / [mx (deltaT)]. En reprenant l'exemple précédent, cela donnerait s = 83700 / (269,5 x 74,3) = 4.18 joules par gramme par degré Celsius.