Onderzoek warmtecapaciteit

• Biologie
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 2

Onderzoek Warmtecapaciteit

Door: Cools Hanne, Haems Wim & Sienack Michael 

Onderzoek 1

Verband tussen temperatuurstijging & opgenogemen warmtehoeveelheid van een systeem.

Oriënteren

Wat weten we al?

• een recht evenredig en omgekeerd evenredig verband.
  
• de NW-methode + OVUR-structuur.
  
• het verband tussen de temperatuurstijging en tijd.
• het verband tussen de warmtehoeveelheid en tijd.
  

Wat willen we nog weten?

Welke invloed heeft het toevoegen van warmte op de temperatuur?

Noodzaak: verband tussen temperatuur & warmtehoeveelheid

Onderzoeksvraag

Wat is het verband tussen de temperatuurstijging Δθ en de massa m? 

Welke hypothese stel je bij bijhorende onderzoeksvraag?

Voorbereiding

Materiaal:

• Lego education (set robotarm) 
  
• Conststructie ter ondersteuning van de de dompelkoker 
  
• Dompelkoker (300W) 
  
• Laptop  
  
• Temperatuursensor 
  

Voorbereiding

Werkwijze:

• Bouw de lego-set + monteer een temperatuursensor aan de arm.
• Vul de calorimeter met water + bepaal de begintemperatuur.
• Plaats de dompelkoker in de colrimeter + schakel hem voor een bepaalde tijdsduur in. 
• bereken de geproduceerde Q + bepaal Δ𝜃.
• Herhaal dit voor verschillende tijdsduren.
• stel een Δ𝜃(Q)-grafiek op. 

Uitvoering: waarneming

Uitvoering: grafiek

Reflecteren

Vaststelling: 

De Δθ(Q)-grafiek is een rechte die nagenoeg door de oorsprong gaat. We merken in de tabel op, dat de temperatuur stijgt naarmate er een grotere warmtehoeveelheid opgenomen is.

Reflecteren

Besluit:

Er is een recht evenredig verband tussen de temperatuurstijgen en de opgenomen warmtehoeveelheid (Δθ∼Q).

Onderzoek 2

Verband tussen de temperatuurstijging en de massa van een systeem.

Oriënteren

Onderzoeksvraag

Wat is het verband tussen de temperatuurstijging Δθ en de opgenomen warmtehoeveelheid Q? 

Welke hypothese stel je bij bijhorende onderzoeksvraag?

Voorbereiding

Materiaal:

• Lego education (set robotarm) 
  
• Conststructie ter ondersteuning van de de dompelkoker 
  
• Dompelkoker (300W) 
  
• Laptop  
  
• Temperatuursensor 
  
• Weegschaal 

Voorbereiding

Werkwijze:

• Bouw de lego-set + monteer een temperatuursensor aan de arm.
• Vul de calorimeter met water + bepaal de begintemperatuur.
• Plaats de dompelkoker in de colrimeter + schakel hem voor een bepaalde tijdsduur in. 
• bereken de geproduceerde Q + bepaal Δ𝜃.
• Herhaal dit voor verschillende massa's water.
• stel een Δ𝜃(m)-grafiek op. 

Uitvoering: waarneming

Uitvoering: grafiek

Reflecteren

Vaststelling: 

Grafiek 1 Δ𝜃 (m)-grafiek vormt een parabool. We merken ook op dat de waarden van de temperatuur lager worden wanneer de massa van het systeem hoger wordt. 

Grafiek 2 Δ𝜃 (1/m)-grafiek vormt een rechte door de oorsprong. 

Reflecteren

Besluit:

Er is een omgekeerd evenredig verband tussen de temperatuurstijging Δθ en de massa m (Δ𝜃∼1/m).