Tässä työssä tutkitaan lämpötilaeroen tasoittumista nesteessä. Katso videota ja pysäytä se sopivissa paikoissa. Kirjaa havainnot.


Kalorimetri on lämpöeristetty astia. Tarkoitus on, että kalorimetrin sisällä lämpöenergian kokonaismäärä säilyy. Nesteessä lämpöliike tasoittaa lämpötilaerot nopeasti. Sekoittaminen nopeuttaa erojen tasoittumista.

Mitataan kalorimetriin 100 ml kylmää vettä ja 100 ml kuumaa vettä. Kylmä vesi on ollut jääkaapissa ja kuuma vesi kaadetaan vedenkeittimestä.
Olkoon kylmä vesi vasemmalla T₁ ja kuuma vesi oikealla T₂.

Mitataan lämpötilat ennen ensimmäistä sekoittamista.
T₁ = ℃ = K
T₂ = ℃ = K
Tee ennuste seoksen lämpötilasta:
T= ℃ = K
Lue seoksen mitattu lämpötila videolta:
T= ℃ = K

Lisätään vielä 100 ml kuumaa vettä. Nyt lämpötila on jo muuttunut sekä kalorimetrissa että vedenkeittimessä, joten lämpötilat on mitattava uudelleen.
T₁ = ℃ = K
T₂ = ℃ = K
Tee ennuste seoksen lämpötilasta:
T= ℃ = K
Lue seoksen mitattu lämpötila videolta:
T= ℃ = K

Kun seoksessa on yhtä suuret määrät samaa ainetta, seoksen lämpötila on alkuperäisten lämpötilojen keskiarvo.
[[$$ T=\frac{T_1+T_2}{2} $$]]

Esimerkki:
[[$$ T_1=290 \,\rm{K} $$]] [[$$ T_2=360 \,\rm{K}$$]] [[$$ T=\frac{290 \,\rm{K}+360 \,\rm{K}}{2} = \frac{650 \,\rm{K}}{2} = 325 \,\rm{K} $$]]

Jos seoksen osia on eri määrät, täytyy laskea painotettu keskiarvo:

1. Kerro määrä lämpötilalla.
2. Laske tulot yhteen.
3. Jaa seoksen kokonaismäärällä.

[[$$ T=\frac{m_1\cdot T_1+m_2\cdot T_2}{m_1+m_2} $$]]

Esimerkki: sekoitetaan 3 kg 87 ℃ vettä ja 2 kg 17 ℃ vettä. Lasketaan seoksen lämpötila:
[[$$ T=\frac{3\cdot 87+2\cdot 17}{3+2}\,{}^\circ\rm{C} = \frac{261+34}{5}\,{}^\circ\rm{C} = \frac{295}{5}\,{}^\circ\rm{C} = 59\,{}^\circ\rm{C} $$]]

Laskujen kannalta on sama, ovatko lämpötilat celsiusasteina vai kelvineinä. Yksiköiden on kuitenkin oltava samat.