Formålet med dette forsøg er at eftervise Joules lov for energien afsat i en resistor, E=I2·R·?t.
Teori:
Vi kender forholdet ?E=C·?T, der angiver sammenhængen mellem varmekapaciteten af system, temperaturændringen samt den tilførte energi.
Joules lov postulerer at ?Eres=R·I2·?t, hvor R er resistansen, I er strømstyrken gennem resistoren, ?t er tidsændringen og ?Eres er energien afsat i resistoren. Denne sammenhæng kommer af den mere gennerelle sammenhæng ?Eres=U·I·?t samt Ohms lov. Det er denne mere generelle sammenhæng der bliver arbejdet med. Overvej og gør rede for hvorfor det er tilstrækkeligt at eftervise sammenhængen ?Eres=U·I·?t, når man ønsker at eftervise ?Eres=R·I2·?t
På grund af energibevarelse gælder med rimelig tilnærmelse at den energi der afsættes i resistoren vil gå til opvarmning af vand samt kalorimeter. Heraf kan man ved substitution finde sammenhængen
?T=U·IC·?t
Udstyr:
På figuren ses de centrale dele af opstillingen, med et kalorimeter samt 2 resistorer der kan kobles i enten serie eller parallelt.
Herudover skal der bruges
Demineraliseret vand
Termometer til capstone
Strømforsyning
2 stk multimetre
Diverse ledninger
Evt. magnetomrører.
Udførelse:
Kalorimetret fyldes med demineraliseret vand sådan at varmelegemerne er rigeligt dækkede af vand. I skal bestemme massen af vandet med god præcision. Mål massen af kalorimeter-skålen inden vandet er tilført samt den samlede masse efter, herfra bestemmes massen af vandet. Selve kalorimeterskålen er lavet af aluminium med specifik varmekapacitet på c=900Jkg·K.
Det er gratis at oprette en konto