Materie 2: caloriemeter

• Natuurwetenschappen
• Secundair onderwijs

Experiment Caloriemeter

By Astrid Royackers, Hanne Van Tichelt en Anouk Lotgering

Thema

• Warmte
• Begrippen 
• Wat we onderzoeken

                        merkbare warmte 

                        warmtehoeveelheid

• Probleemstelling

Mogelijke experimenten

1. Verband tussen de temperatuurssijging ∆θ en de opgenomen warmtehoeveelheid Q. 
2.  Verband tussen de temperatuurstijging ∆θ en de massa m. 

Afspraken 

LEGO Education (Mindstorm EV3)

• Sorteerder en bouwer
• Bouwen op het deksel 
• Doos na gebruik sorteren

Experimenten

• Luisteren naar elkaar
• Heb respect voor het materiaal

Experiment 1

Verband tussen de temperatuurstijging ∆θ en de opgenomen warmtehoeveelheid Q.

Voorbereiding

Onderzoeksvraag: 

Wat is het verband tussen de opgenomen warmtehoeveelheid
Q en de temperatuursverandering ∆θ ?  

Hypothese: 

Er is recht evenredig verband tussen de opgenomen warmtehoeveelheid Q en de temperatuursverandering ∆θ.

benodigdheden:

• Calorimeter 
• Temperatuursensor
• LEGO Education (Mindstorm EV3)
• Laptop met bluetooth verbinding of met een USB-   aansluiting. 
• Weegschaal

Uitbereiding

werkwijze:

1. Bouw het model 
2.  Programmeer
3. Caloriemeter vullen 
4. Temperatuursensor plaatsen 
5. begintemperatuur bepalen
6.  Zet de stroombron aan 
7. Voer het experiment gedurende de 15min uit
8.  Haal de sensor uit de caloriemeter

Waarneming

Tabel:

Grafiek:

Vaststelling 

De verhouding Q/∆θ is nagenoeg constant (zie tabel).  

Dat betekent dat
∆θ recht evenredig is met Q : ∆θ~Q 

 

Besluit

Er bestaat een recht evenredig verband tussen de warmtehoeveelheid
Q en de temperatuurverandering ∆θ. 

Experiment 

Verband tussen de temperatuurstijging ∆θ en de massa m . 

Voorbereiding

Onderzoeksvraag: 

Wat is het verband tussen de temperatuurverandering ∆θ en de massa (m)?

Hypothese:

Er is een omgekeerd evenredig verband tussen de temperatuurverandering (∆θ) en de massa (m).

benodigdheden:

• Calorimeter
  
• Temperatuursensor
  
• LEGO Education (Mindstorm EV3)
  
• Laptop met bluetooth verbinding of met een USB-     aansluiting.
  
• Weegschaal

Uitbereiding

werkwijze:

1. Bouw het model
   
2.  Programmeer
   
3. Caloriemeter vullen
   
4. Temperatuursensor plaatsen
   
5. begintemperatuur bepalen
   
6.  Zet de stroombron aan
   
7. Voer het experiment gedurende de 15 min uit
   
8.  Haal de sensor uit de caloriemeter

Waarneming

Vaststelling 

Besluit

Reflectie

Experiment 

Experiment Warmtebalans XL

Voorbereiding

Onderzoeksvraag: 

Wannneer bereikt het verwarmde water een termische evenwicht na toevoeging van ijs? 

Hypothese:

Het water bereikt een termische evenwicht al er geen energie meer wordt overgedragen van het water naar het ijs. 

benodigdheden:

• Calorimeter
  
• Temperatuursensor
  
• LEGO Education (Mindstorm EV3)
  
• Laptop met bluetooth verbinding of met een USB-     aansluiting.
  
• Weegschaal
• IJs om te chrunsen
• Handdoek 
• Stevige lat
• bekerglazen
• thermometer 

Uitbereiding

werkwijze:

1. Bouw het model
   
2.  Programmeer
   
3. Kook het water tot op 50°C
4. Caloriemeter vullen met +/- 100g  water
   
5. Temperatuursensor plaatsen
   
6. Begintemperatuur bepalen
7. Crushen het ijs.
8. Voeg het ijs toe na twee minuten 
9. Stop de metingen wanneer het  termische evenwicht is bereikt. 
10. Bewaar uw meetresultaten: watervolume, ijsmassa, temperatuur

Waarneming

Vaststelling 

We kunnen vaststellen dat de grafiek  gaat dalen.  Na een bepaalde tijd gaat de grafiek  op een constante temperatuur blijven. 

Besluit

We kunnen besluiten dat de temperatuur  eerst gaat stijgen omdat  de teperatuur zich gaan aanpassen naar de temperatuur van het water. Nadien gaat de grafiek naar beneden. Dit komt omdat het water energie aan het ijs gaat afgeven.  De temperatuur dalen . Na een verloop van tijd gaat de grafiek constant blijven. Dit komt omdat er een termische evenwicht is bereikt tussen het water en het ijs.