المسعر الحراري Calorimetry

الغرض من الجهاز:

1. إيجاد الحرارة النوعية لمادة صلبة.

2. أيجاد الحرارة النوعية لمادة سائلة.



الأدوات المستخدمة: ميزمان حرارة مئوي، مسختن حراري، مصدر لفرق الجهد، جهاز فولتميتر، اميتر، سلك معدني رفيع(محرك)، جهاز المسعر الحراري.



*** إيجاد الحرارة النوعية لمادة صلبة:



وصف الجهاز: عبارة عن أسطوانة من مادة معدنية تحتوي على ثقبين احداهما: لميزان الحرارة والأخر لإدخال المسهم الكهربائي.

لتقليل الفقدان الحراري يكون الوعاء نضع القطعة المعدنية على قطعة من البوليسترين وضع قطعة أخرى من نفس المادة على القطعة المعدنية من أعلى.



� في البداية نقوم بمعرفة كتلة القطعة المعدنية ثم نضعها داخل الوعاء.

� نقوم بتسجيل درجة الحرارة الابتدائية للمادة.

� نقوم بتوصيل الدائرة الكهربائية كما هو موضح في الشكل.

� نضبط المقاومة المتغيرة بحيث تتراوح شدة التيار الكهربائي بين 2-4 أمبير ويكون فرق الجهد 12 فولت.

� نسجل درجة الحرارة صم نقوم بفتح الدائرة الكهربائية.

� نقوم بتسجيل درجة الحرارة بعدما يبرد المسخن الحراري.

� نقوم مرة أخرى بإغلاق الدائرة الكهربائية وفي نفس الوقت نقوم بتسجيل الزمن وذلك باستخدام ساعة وقف.

� نسجل قراءة الفولتميتر والاميتر مع مراعاة ثبوت قيمة التيار الكهربائي وذلك باستخدام المقاومة المتغيرة.

� عندما تزداد درجة الحرارة بمقدار 10 درجات مئوية، نقوم بتسجيل الزمن وفتح الدائرة الكهربائية.

� نقوم بتسجيل درجة الحرارة النهائية للميزان ويراعى التأخير لفترة في أخذ القراءة لكي يحدث إتزان حراري بين القطعة المعدنية والمسخن الحراري.

� نقوم بوضع النتائج كما يلي:_



� بعد ذلك نقوم بإجراء الحسابات كما يلي :

زمن مرور التيار الكهربائي ز = ز2 – ز ث

الطاقة الحرارية ( جول) = ج ت ز جول

الارتفاع في درجة حرارة المادة د = د2-د1 جول

الحرارية النوعية للمادة = جول /غم . كلفين

في حالة حدوث اتزان حراري بين الطاقة المفقودة والمكتسبة فإن

الطاقة المكتسبة بالقطعة المعدنية = الطاقة التي يفقدها المسخن الحراري

ك * الحرارية النوعية للمادة * د =ج زت ز

إذن الحرارة النوعية للمادة = ج ز ت / ك د جول / غم . كليفن

أو = 1000X ج ت ز / ك د جول / كغم . كليفن

ملاحظة هامة :

� الحرارة النوعية للميزان الحراري والمسخن صغيرة جدا بالتالي يتم إهمالها .

� وحدة قياس السعة الحرارية النوعية للمادة تقاس بوحدة جول / كغم . كليفن وأحياناً تكتب جول /غم .كليفن .



إيجاد الحرارة النوعية لمادة سائلة :

وصف الجهاز : المسعر الحراري يكون مطلياً بمادة لتقي عملية التسرب الحراري ، مثبت بداخل وعاء آخر على قطعة عازلة السطح الخارجي له مصقول لتخفيض عملية التبادل الحراري بين الوسط الحراري بين الوسط والمسعر .

الأدوات المستخدمة : مسعر حراري من النحاس مع عازل ، فولتميتر ، أميتر ، سلك معدني معكوف ، مقاومة متغيرة ، ميزان حرارة مصدر لفرق الجهد .

طريقة عمل التجربة :

` نضع في المسعر ماء (3 / 4 ) .

` نضع الغطاء على المسعر والذي يحتوي أيضاً على المسخن الحراري .

` نضع الميزان الحراري في الماء وكذلك السلك المعدني المعكوف بحيث يكون الجزء المعكوف من أعلى ، ونسجل درجة الحرارة الابتدائية .

` توصيل المسخن الحراري على التوالي مع مصدر كهربائي dc كما في الشكل .

` يتم توصل الفولتميتر على التوازي مع المسخن الحراري .

` نستخدم المقاومة المتغيرة في ضبط شدة التيار الكهربائي لقيمة ثابتة .

` نضغط على ساعة التوقيت ، نقوم بتسجيل قراءتي الاميتر والفولتميتر .

النتائج :





الحسابات :

الطاقة الحرارية التي يكتسبها المسخن = ج ت ز جول

الحرارة النوعية للسائل جن جول /غم . كليفن

الحرارة المكتسبة للسائل = ك حن د جول

كمية الحرارة المكتسبة بالمسعر والسلك المعكوف ( المحرك ) = ك1*0.4*د

إذن ك حن د+0.4 ك1د= ج ت ز

حن = (ت ز – 0.4ك1د جول /غم . كليفن

***ملاحظة : نقوم باستمرار تحريك السلك المعكوف ( المحرك ) وذلك للمساعدة في انتقال الحرارة