Bepaling van soortelijke warmte van water

Introductie¶

Water heeft een enorme buffercapaciteit: je moet veel energie toevoegen om de temperatuur van water een graad te verwarmen. In dit practicum gaan we de soortelijke warmte van water bepalen door een bekende hoeveelheid water te verwarmen met een bekende hoeveelheid energie, en de temperatuurstijging te meten.

Theorie¶

Methode en materialen¶

Ontwerp¶

Een waterbad met bekende massa aan water wordt verwarmd met een elektrisch verwarmingselement dat een bekende hoeveelheid energie levert. De temperatuur van het water wordt gemeten met een temperatuursensor. Door de temperatuurstijging als functie van de tijd te meten kan de soortelijke warmte van water worden berekend.

Materialen¶

Hieronder staat de lijst van benodigde materialen bij deze proef:

Maatbeker
Weegschaal
Water
Elektrisch verwarmingselement ( $10 \mathrm{\Omega}$ , $10 \mathrm{W}$ )
Voedingsbron
Thermometer of temperatuursensor
Stopwatch of timer

Een schematische weergave van de opstelling

Procedure¶

Veiligheid¶

We maken gebruik van een $10 \mathrm{\Omega}$ , $10 \mathrm{W}$ weerstand. Deze wordt snel heet. De bronspanning mag dan ook alleen aan wanneer de weerstand in het water zit. Raak de weerstand niet aan tijdens het experiment. Omdat de weerstand in het water zit, kunnen we wel het elektrisch vermogen hoger zetten zonder dat de weerstand oververhit raakt. Het maximaal vermogen mag $40 \mathrm{W}$ zijn. Daarbij moet de roerder wel aanstaan om de warmte goed te verdelen.

Data analyse¶

Geef kort de data-analysemethode weer.

Voeg bepaald aantal joul toe aan het water draai het water met draaiding time hoelang het duurt om water 1 graden op te warmen tada soortelijke warmte

Resultaten¶

T_b_water = 15.9 
T_e_water = 16.9
u = 9.7
I = 1.0 
m_water = 0.473

P = u * I

t_e = 204 #s

Q = P * t_e

print("aantal joule toegevoegd aan water om 1 graden op te warmen is:", Q , "Joule")

C_water = Q / (m_water * (T_e_water - T_b_water))
print("De warmtecapaciteit van water is:", C_water, "J/(kg*C)")

aantal joule toegevoegd aan water om 1 graden op te warmen is: 1978.8 Joule
De warmtecapaciteit van water is: 4183.509513742079 J/(kg*C)

Discussie en conclusie¶

Gewicht is niet precies gemeten dat kan beter. Ook waren de omstandigheden suboptimaal. Concluderen zien we dat de warmtecapaciteit van water ongever 4183 j per kg keer C is. Dit ligt erg dichtbij de theoretische waarde van 4186. Ons experiment is dus redelijk geslaagd.