Le transfert de chaleur se produit entre deux parties d'un fluide à différentes températures. La chaleur se déplace toujours d'un élément chaud à une région plus froide et est mesurée en joules. Quand un côté d'un réservoir d'eau est à une température supérieure à celle du côté opposé, la chaleur est transférée par conduction. Conduction implique le partage de la chaleur par des molécules dans l'eau quand ils se cognent les uns aux autres. Dans quelle mesure une substance conductrice de la chaleur est quantifiée par sa conductivité thermique. Une valeur plus élevée indique un meilleur conducteur. Par exemple, la conductivité thermique de l'eau est de 0,6, tandis que l'acier a une valeur de 50,2.
Instructions
1 Remplir le réservoir de poisson avec de l'eau.
2 Immerger le thermoplongeur dans l'eau à proximité, mais sans le toucher, le centre d'un côté. Effectuer une mesure de température, en degrés Celsius, dans l'eau à proximité du côté du réservoir opposé au thermoplongeur. Par exemple, la température peut être de 15,0 degrés Celsius.
3 Allumez le thermoplongeur et démarrer le chronomètre. Au bout de cinq minutes (300,0 secondes) passe, éteignez le thermoplongeur et effectuer une mesure de température sur le côté chaud de la cuve. Utilisez une température de 22,0 degrés Celsius pour l'échantillon de l'exercice.
4 Soustraire la basse température de la température élevée pour obtenir la différence en degrés Celsius. L'exécution de cette étape conduit à 22,0 degrés Celsius moins 15,0 degrés Celsius, soit 7,0 degrés Celsius.
5 Convertir la température en kelvins en ajoutant 273,15. Kelvin doit être utilisé dans la conduction de l'équation de chaleur, ainsi que de nombreuses autres applications scientifiques. Maintenant vous avez une différence de température de 280,15 kelvin.
6 Mesurer la largeur et la hauteur du côté du réservoir à proximité du thermoplongeur en pouces. Par exemple, du côté du réservoir peut avoir une largeur de 12,0 pouces et une hauteur de 30,0 pouces. Multiplier le temps de la largeur de la hauteur pour obtenir la zone du côté du réservoir en pouces carrés. Cette étape donne 12,0 pouces fois 30,0 pouces, soit une superficie de 360,0 pouces carrés. Enfin, convertir la zone en mètres carrés en divisant par 1550. La zone en unités métriques est alors 0,23 mètres carrés.
7 Mesurer la longueur du réservoir en pouces, puis convertir en mètres en divisant par 39,37. Supposons une longueur de réservoir de 50,0 pouces, soit 1,27 m.
8 Multiplier la conductivité thermique de l'eau par le temps en seconde fois le temps de la zone de différence de température. Appelez cette quantité "x". L'exécution de cette étape conduit à 0,6 watts par mètre par kelvin fois 300,0 secondes fois 0,23 mètres carrés fois 280,15 kelvin. Ensuite, "x" est 11,598.2 joule fois mètre, car un watt est un joule par seconde.
9 Diviser "x" par la longueur du réservoir pour obtenir la chaleur transférée à travers l'eau en joules. Fin de l'exemple donne 11,598.2 joule fois mètre divisé par 1,27 m, ou une chaleur de 9,132.4 joules.