Caldura specifica a apei

Caldura specifica a apei – Experiment demonstrativ

Caldura specifica a apei este un experiment demonstrativ si reprezinta o metoda educativa interactiva prin care elevii pot intelege si aplica conceptul de caldura specifica in fizica, prin determinarea acestuia pentru apa. Acest experiment isi propune sa ofere o experienta practica captivanta, prin care elevii sa observe si sa masoare schimbarile de temperatura si energia termica asociata intr-un mediu controlat si sigur.

Obiectivele experimentului

1. Determinarea caldurii specifice a apei:

1. • Scopul principal al acestui experiment este de a determina cata caldura este necesara pentru a creste temperatura apei cu o unitate de temperatura.
   • Acest parametru, cunoscut sub numele de caldura specifica, este esential in intelegerea comportamentului termic al apei si al altor materiale.

1. Aplicarea conceptului de caldura specifica:

   • Experimentul ofera elevilor oportunitatea de a aplica conceptul abstract de caldura specifica intr-un context practic si tangibil.
   • Astfel, elevii pot intelege mai bine cum se manifesta aceasta proprietate termica in materialele din viata de zi cu zi.

2. Dezvoltarea abilitatilor practice si teoretice:

   • Participarea la acest experiment ajuta elevii sa dezvolte abilitati practice in utilizarea instrumentelor de masurare si in efectuarea procedurilor experimentale corecte.
   • De asemenea, ii ajuta sa isi consolideze intelegerea conceptelor teoretice legate de caldura specifica si de schimbarile de temperatura.

3. Intelegerea rolului apei in fenomenele termice:

   • Experimentul evidentiaza importanta apei in studiul fenomenelor termice si in intelegerea lor.
   • Acesta ofera elevilor oportunitatea de a observa si de a masura efectele caldurii asupra apei si de a intelege rolul crucial al apei in diverse procese naturale si tehnologice.

Pregatirea experimentului – Setarile pentru joulmetru si wattmetru

1. Utilizand tastele U, I, P, se regleaza marimea masurata, adica munca, la 0,0 kWs.
2. Se apasa butonul de START/STOP pentru a activa masurarea, astfel incat LED-ul rosu sa se aprinda.
3. Daca este necesar, se apasa butonul OUTPUT pentru a activa LED-ul din stanga (pentru a opri tensiunea la priza).
4. Se toarna 0,8 kg de apa in paharul de masurare.

Desfasurarea experimentului

1. Se determina temperatura initiala a apei, notata cu .
2. Se apasa butonul OUTPUT de pe Joulmetru si Wattmetru pentru a activa LED-ul din dreapta.
3. Se asteapta pana cand rezistenta electrica incalzitorului a produs aproximativ 10 kWs de lucru electric.
4. Apoi, se apasa butonul OUTPUT de pe Joulmetru si Wattmeter pentru a activa LED-ul din stanga.
5. Se amesteca scurt apa din paharul de masurare cu incalzitorul electric.
6. Cand temperatura apei s-a stabilizat, se citeste temperatura finala de pe instrumentul de masurare universal P si se inregistreaza in tabel.
7. Se calculeaza cresterea temperaturii a apei si caldura specifica .

Evaluarea rezultatelor

Caldura specifica c indica cata energie termica trebuie furnizata unui corp dintr-un anumit material cu o masa de 1 kg pentru a-si creste temperatura cu 1 K.

Capacitatea termica specifica poate fi determinata folosind formula:  si este data in unitati specifice:

Capacitatea termica a apei din exemplul experimental este de cca.   Valoarea tabelara este .

Observatii suplimentare

Experimentul poate fi repetat folosind alte lichide (a se vedea tabelul), oferind astfel elevilor oportunitatea de a compara si de a intelege diferentele in comportamentul caldurii specifice intre diferite substante.

Dezvolta abilitatile practice in efectuarea masuratorilor

Experimentul  demonstrativ Caldura specifica a apei nu doar ofera o intelegere mai profunda a conceptului de caldura specifica, ci si dezvolta abilitatile practice ale elevilor in efectuarea masuratorilor, inregistrarea datelor si interpretarea rezultatelor. Aceasta experienta practica in laborator ii ajuta pe elevi sa isi consolideze cunostintele teoretice si sa le aplice intr-un context real, stimuland astfel interesul si pasiunea pentru stiintele naturii.