Kimya Deneyleri- Bir Metalin Özgül Isısının Belirlenmesi

    

DENEY NO: 1

DENEYİN ADI: Bir Metalin Özgül Isının Belirlenmesi

DENEYİN AMACI: Özgül ısısı bilinmeyen bir maddenin özgül ısısının bulunması.Bu deneyde bakırın özgül ısısını belirlemeye çalışacağız.

TEORİK BİLGİ:

Isı: Isı enerji miktarıdır.Bir maddenin ısı enerjisi ve iç enerjisi kavramı arasında büyük fark vardır.Isı kelimesi bir noktadan diğer bir noktadan başka bir noktaya enerji transfer edildiğinde kullanılır.Yani ısı akışı yalnızca sıcaklık farkı sonucu olan enerji transferidir.Diğer taraftan iç enerji, bir maddenin sıcaklığı nedeniyle sahip olduğu enerjidir.Isının başka bir tanımı ise yüksek sıcaklık bölgesinden düşük sıcaklık bölgesine transfer olan enerjidir.

Sıcaklık:  Termal hareketin ölçüsüdür yada ısının maddedeki şiddetidir.Isı termal hareketi artırır.

Özgül ısı:Bir maddenin 1 gramının sıcaklığını 1C attırmak için gerekli olan ısı miktarıdır.c ile gösterilir.

Isı kapasitesi: Bir cismin sıcaklığını  1̊C arttırmak için gerekli olan ısı miktarıdır.c ile gösterilir.Isı kapasitesi ile özgül ısı arasında şu bağlantı vardır.

     C=M.C Isı kapasitesi=kütle.öz ısı

Kalori:1 gram suyun sıcaklığını 1̊C  yükseltmek için gerekli olan ısı miktarıdır.1 kalori=4,186 joule

Kalorimetre kabı, dışarıyla ısı alışverişi olmayacak şekilde yalıtılmış ve içinde ısı alışverişi olaylarının gerçekleştiği bir kaptır! Kapağı ve dış yüzeyi ısı yalıtkanı bir maddeyle kaplanmıştır ve bu sayede kabın içine konan biri soğuk, diğeri sıcak iki madde arasındaki ısı alışverişi ve son sıcaklık konusunda doğru bir sonuca ulaşılır! Kap içindeki sıcaklık değişimi ve denge sıcaklığı ise kapaktaki bir delikten sarkıtılan bir termometre ile ölçülür. Kalorimetre, maddelerin öz ısısını ve ısı sığasını bulmada kullanılır

KULLANILAN ARAÇ VE GEREÇLER

-          Özgül ısısı tayin edilecek metal,

-          Balon(200 ml)

-          İp

-          Termometre (-10-110  ̊C)

-          Mezur (100 ml)

-          Deney tüpü

-          Erlenmayer (250 ml)

-          Terazi

-          Tel ızgara

-          Üç ayak

-          Doğalgaz

-          Bunzen kıskacı

-          DENEYİN YAPILIŞI:

Özgül ısısı tayin edilecek olan metal 0,1 duyarlılıkla tartılır.Bir balona su koyularak tartılır.Bir balona su koyularak kaynatılır.Kaynamakta olan suyun sıcaklığı kaydedilir.Metal bir parça ip bağlanır ve balonun boyun kısmı içinde asılı olarak tutulur.Metal suya daldırılmamalıdır ve metal yüzeyinde su yoğunlaşması durumunda metal dışarı çıkartılıp, kurulanmalıdır.Metal su buharının sıcaklığını yani suyun kaynama sıcaklığına ulaşıncaya kadar beklenmelidir.Bir mezur ile 10 ml su bir deney tüpüne konulur.Suyun sıcaklığı kaydedilir.Deney tüpünden termometre çıkartılırken termometrenin ucundaki su damlaları tüpün içine akmalıdır.Deney tüpü boş bir erlene yerleştirilir.Isıtılmış olan materyal hızla tüpün için daldırılır.Metal ipin ucundan tutarak aşağı-yukarı hareket ettirilir.Daha sonra tüpteki suyun sıcaklığı kaydedilir.

                 

-                                  Şekil :  Bir metalin özgül ısısının saptanması

DENEYİN SONUCU:

Metalin kütlesi: 3 gr

Kaynayan suyun sıcaklığı: 98 ̊C

Deney tüpündeki suyun hacmi: 10 ml

Deney tüpündeki suyun ilk sıcaklığı: 25 ̊C

Deney tüpündeki suyun son sıcaklığı: 27 ̊C

-Verilerin hesaplanması:

Q=mcΔt bağıntısından;

        Qmetal=Qsu

mcu.ccu.(tcuson-tcuilk)=msu.csu.(tsuson-tsuilk)

3.ccu.(98-25)=10.1.(27-25) ise

ccu≈0.091

   KAZANIMLAR:

Farklı maddelerden yapılmış iki masayı aynı odaya koyduğumuzu düşünelim.

Masalardan biri ahşap diğeri de demir olsun. İki masaya da ayrı ayrı dokunduğumuzda demir masayı daha soğuk hissederiz. Bunun nedeni demirin öz ısısının ahşaba göre daha düşük olmasıdır.
DENEYİN YORUMU:
-Bakırın özgül ısısının 0.1 çıkması gerekirdi. Bakırın özgül ısısının 0.1 çıkmayışının nedeni deneyi kalorimetre kabında yapmamamızdır.

-Sistemin açık havayla teması sistemin ortamdan ısı alışverişi yapmasına neden olmuştur.

-Yapılan deney sonucunda metallerin özgül ısılarının nasıl hesaplanacağını öğrendik.Hata payı nedeniyle ve kalorimetre kullanmadığımız için bulduğumuz sonuçlar hatalı çıktı.

-Isıtılan bakırın suya ısı vermesiyle su ile ısısı dengelenmiştir.Bu sayede alınan ısının verilen ısıya eşit olması prensibi ile bakırın özgül ısısını hesaplayabildik

Kalorimetre kabı, dışarıyla ısı alışverişi olmayacak şekilde yalıtılmış ve içinde ısı alışverişi olaylarının gerçekleştiği bir kaptır! Kapağı ve dış yüzeyi ısı yalıtkanı bir maddeyle kaplanmıştır ve bu sayede kabın içine konan biri soğuk, diğeri sıcak iki madde arasındaki ısı alışverişi ve son sıcaklık konusunda doğru bir sonuca ulaşılır! Kap içindeki sıcaklık değişimi ve denge sıcaklığı ise kapaktaki bir delikten sarkıtılan bir termometre ile ölçülür. Kalorimetre, maddelerin öz ısısını ve ısı sığasını bulmada kullanılır.

Kalorimetre kabını günlük hayatta kullandığımız yerlere termoslar,apartmanların ısı yalıtımı örnek verilebilir.

KAYNAKÇA:

www.ebilge.com      

www.karmabilgi.net/oz-isi