Kit de termodinamică

🔦 Îți place acest produs ? Dacă da, Apasă aici! să îl achiziționezi!

I. PREZENTAREA GENERALĂ A TRUSEI

Kitul de termodinamică este utilizat în laboratoarele școlare pentru a demonstra fenomene termice precum transmiterea căldurii, încălzirea fluidelor sau modificarea stării de agregare.

II. COMPONENTE

Bază de suport (batiu): Platforma din plastic de culoare verde care asigură stabilitatea întregului montaj.
Tijă suport metalică: Brațul vertical îndoit în formă de „L” inversat, prevăzut cu un inel superior pentru susținerea eprubetei.
Eprubetă din sticlă: Recipientul cilindric transparent în care se introduc substanțele sau lichidele destinate încălzirii.
Termometru de laborator: Termometrul din sticlă cu alcool roșu (scara gradată de la 0 la 100 °C) introdus în eprubetă pentru monitorizarea temperaturii.
Lumânări tip pastilă: Două surse de căldură (una montată pe bază, sub eprubetă, și una de rezervă) folosite pentru încălzirea directă.
Dop de cauciuc/silicon: Piesa conică albă (prevăzută cu orificiu central pentru termometru) utilizată pentru izolarea sau închiderea etanșă a eprubetei.

III. EXPLICAȚII TEORETICE

Acest kit experimental este conceput pentru studiul termodinamicii elementare și al calorimetriei în fază lichidă. Ansamblul permite analiza cantitativă și calitativă a transferului de căldură, a transformărilor de fază și a dinamicilor moleculare sub acțiunea unei surse termice externe.

1. Principiul transmiterii căldurii (Convecția)

Spre deosebire de solide, unde căldura se transmite prin conducție (din aproape în aproape, prin vibrații moleculare), în lichide și gaze transferul termic predominant este convecția.

Mecanismul densității: Când lumânarea încălzește baza eprubetei, stratul inferior de apă absoarbe energie. Moleculele își sporesc energia cinetică și se depărtează unele de altele, determinând dilatarea termică a fluidului local.
Forța arhimedică: Volumul stratului de jos crește, deci densitatea lui scade. Conform principiului lui Arhimede, acest fluid mai ușor este împins ascendent prin centrul eprubetei.
Celulă hidrodinamică: Apa mai rece și mai densă de la suprafață coboară pe lângă pereții eprubetei pentru a lua locul fluidului ridicat. Se formează astfel curenți de convecție, care asigură o distribuție rapidă și uniformă a energiei în toată masa lichidului.

2. Legea fundamentală a calorimetriei

În faza în care apa se află exclusiv în stare lichidă (între temperatura inițială și punctul de fierbere), căldura absorbită este utilizată pentru a crește temperatura sistemului. Aceasta este guvernată de ecuația:

Q = m ∙ c ∙ (T_final - T_initial)

unde:

Q: Căldura absorbită de lichid (măsurată în Jouli).
m: Masa apei din eprubetă (exprimată în kilograme).
c: Căldura specifică a apei ( c ≈ 4180 J/Kg ∙ ° C ), o valoare remarcabil de mare care explică de ce apa se încălzește relativ greu, stocând o cantitate uriașă de energie.
ΔT: Variația de temperatură înregistrată pe termometru.

IV. EXPERIMENTE PROPUSE

Studiul curbei de încălzire și determinarea punctului de fierbere al apei
Determinarea căldurii specifice aproximative a unui lichid
Observarea fenomenului de convecție termică în lichide
Evidențierea curenților de convecție termică în lichide

🔦 Îți place acest produs ? Dacă da, Apasă aici! să îl achiziționezi!