Kalorimetria » Olaj fajhője

Jelenség leírása

Mérjük meg az étolaj fajhõjét!

Eszközök

hőmérő, Kaloriméter, merülőforraló

Magyarázat

M. 139. Mérjük meg az étolaj fajhõjét!

Megoldás. Az étolaj fajhõjének megmérésére két különbözõ módszer is kínálkozik. Az elsõ, ún. ,,melegítéses módszer'' lényege a következõ:

Helyezzünk ismert mennyiségû étolajat ismert hõkapacitású, jó hõszigetelésû edénybe. Melegítsük az olajat elektromos fûtõszállal, és mérjük a leadott elektromos teljesítmény függvényében az étolaj és az edény hõmérsékletét. A kapott adatokból az olaj fajhõje meghatározható.

A második módszer a ,,keveréses módszer''. Ennél ismert mennyiségû és hõmérsékletû anyagokat hozunk egymással termikus kapcsolatba úgy, hogy közben a rendszert a környezetétõl hõszigeteléssel választjuk el. Megmérve a kialakult közös hõmérsékletet, és ismerve az egyik anyag fajhõjét, kiszámolhatjuk a másik anyag fajhõjét.

Rácz Attila (Szeged, Deák Ferenc Gimn., III. o. t.) a mérést mindkét módszerrel elvégezte. Hõszigetelt edényként mindkét esetben termoszt használt.

A melegítéses módszernél a termosz C hõkapacitásának meghatározásához elõször melegítsünk a termoszban m tömegû vizet t ideig, és mérjük a fûtõszálon átfolyó I áramot és a rajta esõ U feszültséget, valamint a melegítés hatására bekövetkezõ \DeltaT hõmérsékletváltozást. A C hõkapacitás a következõ képlet segítségével számítható ki:

C=\frac{UIt-c_vm\Delta T}{\Delta T},\quad\left(c_v=4{,}183\,\frac{\rm{kJ}}{\rm{kg\cdot K}}~\text{avízfajhõje.}\right)

Rácz Attila 5 mérés átlagát véve a hõkapacitás értékére C = 74,8 J/K értéket kapott. Ezek után melegítsünk m tömegû olajat t ideig, és mérjük az olaj \DeltaT hõmérséklet változását. Az olaj fajhõje:

c=\frac{UIt-C\Delta T}{m\cdot\Delta T}\,.

5 mérés átlagaként a fajhõre c = (1540\pm14%) J/(kg.K) adódott.

A második módszernél célszerû a termosz hõkapacitását újra meghatározni, hiszen most a fûtõszál és a vezetékek nincsenek benne a termoszban. Helyezzünk m tömegû, T1 hõmérsékletû vizet a termoszba, és öntsünk a rendszerhez m tömegû, T2 hõmérsékletû vizet. A kialakuló közös T3 hõmérséklet ismeretében a termosz hõkapacitása:

C=\frac{c_vm(T_2-2T_3+T_1)}{T_3-T_1}=18{,}68~\frac{\rm{J}}{\rm{K}}\,.

Látható, hogy ez az érték valóban különbözik a melegítéses módszernél kapott értéktõl.

Most hajtsuk végre ugyanezt a mérést, csak víz helyett használjunk étolajat. A hõmérsékletek függvényében az étolaj fajhõje:

c=\frac{C(T_3-T_1)}{m(T_1+T_2-2T_3)}\,.

5 mérés átlagaként most az étolaj fajhõjére c = (1500\pm30%) J/(kg.K) adódott. Látható, hogy a két különbözõ módszerrel mért adat a mérési hibahatáron belül megegyezik.

Szerzők

  • Gnadig Péter
  URI STRING  
/show/639/F-E-F
  CLASS/METHOD  
show/index
  MEMORY USAGE  
610,824 bytes
  BENCHMARKS  
Loading Time Base Classes  0.0004
Controller Execution Time ( Show / Index )  0.0086
Total Execution Time  0.0090
  GET DATA  
No GET data exists
  POST DATA  
No POST data exists
  DATABASE:  kiserletek   QUERIES: 9   
0.0006   INSERT INTO `sessions` (`session_id`, `ip_address`, `user_agent`, `last_activity`) VALUES ('4fbaae747a06e0834e07c351b8964862', '18.220.97.161', 'Mozilla/5.0 AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko;', 1732411749) 
0.0006   SELECT `label`, trim(item) as item
FROM (`categories`) 
0.0006   SELECT *
FROM (`experiments`)
WHERE `eid` = '639' 
0.0006   SELECT *
FROM (`exp_kwd`)
JOIN `keywords` ON `keywords`.`path`=`exp_kwd`.`path`
WHERE `eid` = '639' 
0.0004   SELECT *
FROM (`exp_cat`)
JOIN `categories` ON `categories`.`label`=`exp_cat`.`label`
WHERE `eid` = '639' 
0.0005   SELECT `name`
FROM (`materials`)
WHERE `eid` = '639' 
0.0005   SELECT `source`
FROM (`sources`)
WHERE `eid` = '639' 
0.0006   SELECT *
FROM (`exp_authors`)
JOIN `authors` ON `exp_authors`.`monogram`=`authors`.`monogram`
WHERE `exp_authors`.`eid` = '639' 
0.0004   SELECT *
FROM (`media`)
JOIN `media_type` ON `media_type`.`format`=`media`.`format`
JOIN `exp_mda` ON `media`.`mid` = `exp_mda`.`mid`
WHERE `exp_mda`.`eid` = '639'