Fajhő mérése

Szerkesztés alatt!

A mérés célja:

• elmélyíteni a hallgatók fajhővel kapcsolatos ismereteit,
• megismertetni a hallgatókat a fajhőmérés két módszerével.

Ennek érdekében:

• összefoglaljuk a fajhő mérésével kapcsolatos ismereteket, ismertetjük a keverési kaloriméterrel ill. az elektromos fűtésű kaloriméterrel történő fajhőmérést,
• a gyakorlat során megmérjük néhány anyag fajhőjét.

Elméleti összefoglaló

Egy anyag belső energiája ($\setbox0\hbox{$U$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%$) a rajta végzett makroszkopikus munka ($\setbox0\hbox{$W$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%$), vagy egy másik testtel létrejött kontaktus során molekuláris szinten lezajló energia átadás ($\setbox0\hbox{$Q$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%$) útján változtatható meg. Ezt a tapasztalatot rögzíti a hőtan I. főtétele:

$\[ \Delta U = \Delta Q + \Delta W \]$

ahol $\setbox0\hbox{$\Delta U$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%$ a belső energia megváltozása, $\setbox0\hbox{$\Delta W$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%$ a testen végzett makroszkopikus munka, $\setbox0\hbox{$\Delta Q$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%$ pedig a molekuláris mechanizmussal a testnek átadott energia, amit \textit{hőnek} (hőmennyiségnek) nevezünk. Ha egy testtel hőt közlünk (pl. elektromos fűtőtesttel melegítjük), akkor belső energiája és ezzel együtt hőmérséklete is megváltozik. A tapasztalat szerint nem túl nagy hőmennyiség közlése esetén a bekövetkező hőmérséklet-változás ($\setbox0\hbox{$\Delta t$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%$) egyenesen arányos a közölt hővel ($\setbox0\hbox{$Q$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%$), fordítottan arányos a vizsgált anyag tömegével ($\setbox0\hbox{$m$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%$) és függ a vizsgált anyag minőségétől is:

$\[ \Delta t = \frac{Q}{cm} \]$