Testexperiment

Inledning
I en tidigare laboration som jag gjorde kom jag fram till följande slutsats: För att åstadkomma temperaturändringen  T hos massan m av ett ämne, måste energin E tillföras eller avges enligt formeln E =  c x m x T (där c= ämnets specifika värmekapacitet och T är temperaturförändringen)

Uppgiften i laboration som den här rapporten handlar om  att påvisa denna slutsats, genom att ha E = c x m x T som sin hypotes och planera ett eget experiment som testar hypotesen.

Planering    
Det experiment man skulle planera skulle vara noga utformat innan man började utföra det. I vårt experiment fyllde vi två stycken termosar med 200 gram vatten. Sedan värmde vi upp de båda termosarna till olika temperaturer och sist blandade vi de båda vattenmassorna med varandra och undersökte vilken sluttemperatur blandningen fick.

För att påvisa våran hypotes skulle vi först mäta temperaturen av vattenblandningen praktiskt med en termometer, och teoretiskt räkna ut det matematiskt med formeln E = c x m x T som underlag.

Material
Två stycken termosar, termometer, doppvärmare, våg, och vattenomrörare.


Utförande & resultat 
Vi började med att fylla de två termosar med vatten och kontrollera att vattenmassan är 200 gram med hjälp av en våg. Sedan bestämde vi oss för att ena termosen skulle vi uppvärma till ungefär 50 grader och den andra till ungefär 30 grader. Uppvärmningen av vattnet  gjorde vi genom att använda oss av en doppvärmare. När vi värmde upp vattnet höll en person i doppvärmaren en annan i termometern, och när vattnet hade uppvärmts till 50 respektive 30 grader sa personen med termometern till personen med doppvärmaren att dra ut kontakten till doppvärmaren och ta upp den ur vattnet.

Temperaturen vi uppvärmde vattnet till i de båda termosarna blev 52  respektive 32 grader. Precis efter uppvärmningen hällde vi över vattnet i termosen med 32 grader till vattnet i termosen med 52 grader. Sedan mätte vi blandningens temperatur med vår termometer och fick den till temperaturen 43,4 grader.

Efter vi hade gjort klart den praktiska delen experimentet började vi med den teoretiska. Då räknade vi ut matematisk vad en blandning av 200 gram vatten med 52 grader och 200 gram vatten med 32 grader ska bli. Här använde vi som tidigare sagt E = c x m x T som underlag för uträkningen.

Så här såg uträkningen ut:

T= vattenblandningens sluttemperatur

E = cm (To-T) = avgiven energi (To = 52 grader)

E = cm (T-To) = upptagen energi (To = 32 grader)

avgiven energi = upptagen energi

Sätter in värdena för c = 4200J/(kg.k) och m = 0.2 kg.

Då blir avgiven energi = upptagen energi följande

42526J – 818T = 818T – 26182 J

1636T = 68728

T= 42 grader

Diskussion
Detta betyder att sluttemperaturen hypotetiskt bli 42 grader. Vår termometer gav sluttemperaturen 43,4 grader. Av detta kan jag dra slutsatsen att vår hypotes E = c x m x T stämmer. 

Här påvisar vi påståendet: För att åstadkomma temperturändringen T hos massan m av ett ämne, måste energin E tillföras eller avges enligt formeln E =  c x m x T genom en matematisk uträkning.

När man vet att detta stämmer kan man beräkna vilka temperaturförändring som helst i/mellan av alla ämnen. Formeln E = c x m x T beskriver/säger alltså att ett ämnets ändring av sin inre energi beror på ämnets specifika värmekapacitet(hur mycket energi det krävs att värma upp 1 kg av ämnet 1 grad), ämnets massa och såklart temperaturändringen

Man kan undra varför inte vår matematisk beräkning helt stämmer överens med det termometern visade. Detta kan till exempel bero på att vår första temperaturtagning innan blandningen har en viss felmarginal, att termometern inte ger helt korrekt värde eller att vår andra temperaturtagning(på blandningen) också kan avvika. Många faktorer spelar alltså en roll om ska förklara detta. Emellertid är värdena mycket nära varandra trots att de har blivit framtagna på helt olika sätt. Detta gör att jag kan dra slutsatsen att våran hypotes stämmer.

Slutsats
Hypotesen anses således vara stärkt. Detta på grund av att vår förutsägelse att vattnet ska bli 42 grader stämmer bra överens med vårt utfall i testexperimentet - vattnet blev 43,4 grader. 

Felkällor

När man ska värma vattnet i de båda termosarna är det viktigt att man värmer upp båda samtidigt, annars kommer vattnet i en termos hinna svalna av innan den andra är uppvärmd, första temperaturtagningen blir då alltså inkorrekt. 

Se till att rör om vattnet när det värms av doppvärmaren. Detta gör att termometern registrerar lättare temperaturändringen i vattnet eftersom värmeändringen sprider sig lättare.