Kurva pendinginan – isolasi termal, hukum pendinginan Newton, dan pembekuan
FisikaSuhu, kalor, dan gasUsia 17–18
Memuat…
Masuk untuk memainkanPraktikum virtual yang mencatat suhu terhadap waktu. A: gelas kimia berisi air panas dibungkus kapas, plastik gelembung, kertas koran, kain flanel, atau styrofoam dengan jumlah lapisan pilihan, dengan atau tanpa tutup, dan dengan permukaan luar hitam, putih, atau mengilap; baca termometer setiap 30 s selama 20 menit, gambar kurva pendinginan, lalu cocokkan T − Tₐ = (T₀ − Tₐ)e^(−t/τ) untuk membandingkan isolator berdasarkan konstanta waktu τ. B: kurva pendinginan asam stearat, salol, dan lilin parafin dalam tabung reaksi, dengan bagian datar pada titik beku dan perkiraan kalor lebur jenis.
Pelajaran: Isolasi termal, hukum pendinginan Newton, kurva pendinginan, dan kalor lebur
Yang ditunjukkan
Benda panas kehilangan energi lebih cepat bila jauh lebih panas daripada sekitarnya. Jika laju kehilangan energi sebanding dengan beda suhu, beda suhu itu turun secara eksponensial: inilah hukum pendinginan Newton, dengan konstanta waktu τ yang makin besar bila isolasinya makin baik. Bahan isolator memerangkap udara, penghantar kalor yang buruk, dan tutup mencegah penguapan serta konveksi di permukaan. Saat cairan murni membeku, suhunya tetap karena kalor laten dilepaskan ketika partikel-partikel saling terikat menjadi padatan.
Cara menggunakan
Di A. Gelas kimia dan isolasi, pilih Bungkus gelas dengan, Lapisan, Permukaan luar, dan Tutup, lalu tekan Mulai; pembacaan dilakukan setiap 30 s. Tekan Pengukuran baru untuk menguji susunan lain, dan gunakan Grafik untuk beralih antara kurva pendinginan, ln(T − Tₐ) terhadap waktu, dan laju pendinginan terhadap T − Tₐ. Di B. Kurva pendinginan zat murni, pilih Zat dan Massa, lalu tekan Mulai untuk melihat bagian datar. Anda dapat mengulang setiap pengukuran.
Parameter yang dapat diubah
- Percobaan A. Gelas kimia dan isolasi, B. Kurva pendinginan zat murni
- Bahan isolator Tanpa isolator, Kapas, Plastik gelembung, Kertas koran, Kain flanel, Styrofoam
- Jumlah lapisan 1–5
- Bertutup
- Permukaan luar Apa adanya, Cat hitam kusam, Cat putih, Kertas aluminium mengilap
- Suhu awal air 50–95 °C
- Suhu ruangan 10–30 °C
- Zat dalam tabung Asam stearat, Salol, Lilin parafin
- Massa zat 5–25 g
- Didinginkan di Udara, Gelas berisi air
Pertanyaan untuk dijelajahi
- Variabel apa saja yang harus Anda jaga tetap sama agar perbandingan isolator adil?
- Mengapa tutup mengurangi laju pendinginan jauh lebih besar daripada selapis kertas koran?
- Mengapa suhu asam stearat bertahan sekitar 69 °C selama membeku?
