^^T: Resistore immerso in acqua, per misurare la trasformazione di en elettrica in en termica.

Questa e' la relazione, invece per indagare.

S(copo): e' nel titolo.

L'idea sperimentale.

1. Collegare un resistore al generatore, e misurare l'energia elettrica assorbita, con la formula E = V*I*t,
2. immergere il resistore in acqua per raccogliere il calore generato, e misurarlo con la formula Q = c*M*∆T

Per interpretare, elaborare i dati.

• Idealmente dovrebbero essere uguali: Q = E.
• In pratica sono diversi.

Calcolare la D% (differenza percentuale) per valutare quanto diversi, e se e' attribuibile agli errori sperimentali.

Dati e grafico di 1 gruppo .ods|pdf. Della classe .ods|pdf

Materiali

1. Calorimetro "casalingo" fatto da una vaschetta di polistirolo per gelati.
2. Termometro 0÷50 al decimo di grado. Assicurarsi di saper leggere la scala. Attenzione: non far cadere, non scuotere, e' delicato e si rompe facilmente. Per mescolare l'acqua, non usare assolutamente il termometro, si rompe, l'asta e' fatta con un vetro molto sottile.
3. Alimentatore, cavi, amperometro, voltmetro.

Procedimento

1. Preparare il calorimetro.
   1. Registrare il nome della vaschetta-calorimetro.
   2. Riempire d'acqua la vaschetta, fino a ricoprire il filamento, e anche un pezzetto del portafilamento. Equi: riempire fino a mezzo centimetro dall'orlo.
   3. Misurare l'acqua mentre la si versa col recipiente graduato.
   4. Chiudere la vaschetta col suo coperchio
   5. Registrare la quantita' d'acqua M. Ricord: 250 ml = 250 g = 0,250 kg
2. Misurare la temperatura iniziale T₁ dell'acqua. Inserire il termometro nell'apposito foro sul coperchio: a mezz'accqua = fino a toccare il fondo, e poi ritrarlo 1 cm; altrimenti come si puo'. Il tempo necessario affinchè la misura si stabilizzi e' circa 45 secondi. Registrare.
3. Montare il circuito di alimentazione del filamento. Per mantenere l'esercizio nell'usare l'amperometro, lo inseriamo, anche se sarebbe sufficiente quello a bordo dell'alimentatore. Poiche' la caduta di tensione sull'amperometro non e' trascurabile, occorre un voltmetro a valle. Saranno gli strumenti cui riferirsi per misurare VeI.
4. START.
   1. Azzerare la tensione dell'alimentatore; il limitatore di corrente al max; e lo si accende.
   2. Chi ha il cronometro da' il 1-2-3-via
   3. Al via si aumenta-regola velocemente la tensione grossolana fino a raggiungere una corrente di 4 ampere, se serve affinare col fine. Ribadisco: non importa quale sia il valore della tensione, si imposta quella che stabilisce i 4A, quindi si guarderà l'amperometro per ottenere il valore voluto, e non al voltmetro. Non importa una valore esatto, basta 3,8÷4,0.
   4.  Registro entrambi i valori IeV.
5. DURANTE. Osservo cosa succede ai valori di VeI. Dovrebbero rimanere costanti. Altrimenti si fara' una media pesata ad occhio. La fase durera' un tempo a piacere tra i 5 e 10 minuti.
6. STOP.
   1. Chi ha il cronometro inizia il count-down per prepararsi allo stop: -10, 9, 8, ..., 3, 2, 1, stop.
   2. Allo stop si spegne l'alimentatore.
7. Misurare la temperatura finale T₂ dell'acqua.
   1. Per avere un buon valore, occorre prima uniformare la temperatura mescolando l'acqua. Per mescolare, non usare assolutamente il termometro, bensi' e' comodo una biro, matita, o la sua custodia. Per mescolare, togliere il coperchio e inserire un oggetto girandolo per l'acqua in un senso e nell'altro una decina di volte. Non muovere la vaschetta.
   2. Registrare.

La misura e' completata.

Inserire i dati nel foglio di calcolo.

Coda finale

1. Se c'e' tempo si puo' rifare, con una nuova acqua.
2. Al termine, per svuotare l'acqua della vaschetta senza rovesciare per strada, evitare la strada svuotando al banco in un secchio.

Accorgimenti sperimentali

1. I filamenti devono essere completamente immersi in acqua, meglio se anche un po' di portafilamento. In tal modo il calore generato non viene disperso in aria, ma viene ceduto all'acqua, che e' dove e' progettato debba finire.
2. L'incremento di temperatura deve essere abbastanza elevato da poter essere misurato con una buona precisione relativa. Es: misurando pochi gradi in gradi, l'errore % e' grande, quindi bisogna misurare il decimo di grado.
3. L'acqua non deve essere troppo poca. Almeno 250 ml (= 250 g).
4. La potenza elettrica non deve essere troppo elevata, poiche' all'estremo potrebbe vaporizzare direttamente l'acqua sott'acqua.
5. La potenza elettrica non deve essere troppo bassa, altrimenti il tempo per riscaldare l'acqua diventa troppo lungo, e quindi aumentano le perdite di calore verso l'ambiente.
6. Alla fine, prima di misurare la temperatura, mescolare l'acqua. NON USARE IL TERMOMETRO PER MESCOLARE poiche' e' molto fragile. Usare la custodia.
7. Non e' chiaro se sia meglio aspettare o lasciando tutto fermo, o meglio rimescolare, per non lasciare che la fontana di acqua calda prodotta dal filamento ceda calore all'aria. Rimescolare lasciando tappato e' scomodo.

Progettare esp

Per diminuire le perdite di calore dal contenitore all'ambiente, la sovratemperatura dell'acqua (rispetto all'ambiente) deve essere la minore possibile. Quindi:

Cioe':

• meglio una sovratemperatura minore misurata con una sensibilita' maggiore,
• che una sovratemperatura maggiore misurata con una sensibilita' minore.

Conclusione

Elaborando i dati di classe si vede che: Scartando le 3 misure piu' discoste dal previsto teorico, la conservazione dell'energia e' verificata con un margine inferiore al 10%.