Il calorimetro è un contenitore che ha le pareti che non permettono lo scambio di calore con l’esterno. Durante gli esperimenti, però, si nota che in realtà le pareti interne assorbono una parte del calore del liquido immesso, provocando errori nelle misure effettuate.

Generalmente il liquido utilizzato negli esperimenti è acqua, pertanto definiamo l’equivalente in acqua del calorimetro come quella massa di acqua che assorbe la stessa quantità di calore di quella che viene assorbita dalle pareti del calorimetro, dal termometro contenuto in esso ne dall’agitatore.

Per calcolare tale massa equivalente del calorimetro m_c , versiamo in esso una quantità di acqua di massa m₁ a temperatura ambiente T₁ misurati rispettivamente mediante becker e termometro. Riscaldiamo un’altra massa d’acqua m₂ fino alla temperatura T₂, ovviamente risulterà

T₁ < T₂

Versando velocemente quest’ultima nel calorimetro, cioè mischiando le due masse, vedremo che esse raggiungeranno una temperatura di equilibrio T_e tale che risulti

T₁ < T_e < T₂

Il calorimetro assorbirà la quantità di calore Q_c

Q_c = c * m_c * (T_e – T₁)

Dove m_c è la massa equivalente in acqua del calorimetro.

L’acqua a temperatura minore assorbirà la quantità di calore

Q₁ = c * m₁ * (T_e – T₁)

Mentre quella a temperatura maggiore cederà:

Q₂ = c * m₂ * (T₂ – T_e)

Per il principio di conservazione dell’energia avremo

Q₁ + Q_e = Q₂

c * m₁ * (T_e – T₁) + c * m_c * (T_e – T₁) = c * m₂ * (T₂ – T_e)

 

dividendo entrambi i membri per il calore specifico c

m₁ * (T_e – T₁) + m_c * (T_e – T₁) = m₂ * (T₂ – T_e)

 

da cui

m_c * (T_e – T₁) = m₂ * (T₂ – T_e) – m₁ * (T_e – T₁)

per cui la massa equivalente in acqua del calorimetro è:

Collegamenti ipertestuali:

Homepage capitolo