Informazioni su questo esperimento
Apporti di energia uguali non producono aumenti di temperatura uguali. Confronta un campione simile all'acqua con un materiale dalla capacità termica inferiore per vedere come la massa e il calore specifico influenzano il riscaldamento. Il termometro è un indicatore schematico; il valore numerico resta il risultato quantitativo.
Obiettivi di apprendimento
- Esamina come l'energia fornita influisce sulla temperatura mantenendo controllate le altre variabili.
- Usa il grafico e i valori numerici per verificare una previsione.
- Spiega le ipotesi fisiche e i limiti di applicabilità di questo modello.
Come si usa
- 1Usa 0,5 kg e 4200 J/(kg·K). Fornisci 21 kJ e verifica che l’aumento di temperatura sia di 10 K.
- 2Salva la curva, poi usa 2100 J/(kg·K). Confronta gli aumenti di temperatura a parità di energia.
- 3Raddoppia la massa mantenendo costanti il calore specifico e l’energia fornita. Prevedi il nuovo aumento di temperatura.
- 4Modifica la temperatura iniziale. Cambia la pendenza o solo l’intercetta?
Il modello
Ipotesi
- Il calore specifico è costante, tutta l’energia fornita entra nel campione e non ci sono dispersioni di calore.
- Questo modello considera solo il riscaldamento sensibile. Le temperature elevate previste non tengono conto dell’ebollizione, della fusione o delle proprietà che dipendono dalla temperatura.
Provalo in classe
- Q1Perché un aumento di 1 K ha la stessa entità di un aumento di 1 °C?
- Q2Quanta energia serve per aumentare di 15 K la temperatura di 2 kg di materiale con c = 900 J/(kg·K)?
Domande frequenti
Il campione bolle a 100 °C?
I cambiamenti di fase non sono modellati. Per l’acqua vicino al punto di ebollizione, usa invece l’esperimento sui cambiamenti di stato; questo modello è un’estrapolazione a capacità termica costante.
Qual è la differenza tra capacità termica e calore specifico?
La capacità termica riguarda l’intero campione e si misura in J/K. Il calore specifico è riferito a un chilogrammo e si misura in J/(kg·K).