كيفية قياس الطاقة الحرارية المنبعثة من اللهب: 10 خطوات

جدول المحتويات:

كيفية قياس الطاقة الحرارية المنبعثة من اللهب: 10 خطوات
كيفية قياس الطاقة الحرارية المنبعثة من اللهب: 10 خطوات

فيديو: كيفية قياس الطاقة الحرارية المنبعثة من اللهب: 10 خطوات

فيديو: كيفية قياس الطاقة الحرارية المنبعثة من اللهب: 10 خطوات
فيديو: كيف تحصل على 5-9 تأشيرات فورية من دون أي تكاليف 2024, مارس
Anonim

عندما يحترق شيء ما ، فإنه يطلق طاقة على شكل حرارة وضوء. تختلف كمية الطاقة المنبعثة من لهب معين اعتمادًا على الوقود الذي يتم حرقه. يمكنك اختبار كمية الطاقة المنبعثة من الوقود عن طريق قياس التغير في درجة الحرارة الذي يحدثه اللهب في وعاء به ماء. تتمثل إحدى طرق قياس الطاقة في إنشاء مقياس مسعر ، يقيس كمية الحرارة المتضمنة في تفاعل كيميائي أو عملية حرارية.

خطوات

جزء 1 من 3: بناء مقياس مسعر بسيط

قياس الطاقة الحرارية المنبعثة من اللهب الخطوة 1
قياس الطاقة الحرارية المنبعثة من اللهب الخطوة 1

الخطوة 1. قم بقياس الماء باستخدام أسطوانة مدرجة

من المهم أن تعرف بالضبط كمية المياه التي تستخدمها. سيسمح لك ذلك بحساب مقدار الطاقة المستخدمة لتسخين الماء. استخدم أسطوانة مدرجة لقياس 100 ملليلتر (3.4 أونصة سائلة) من الماء بدقة للتجربة. سجل هذا المبلغ في دفتر ملاحظات.

قياس الطاقة الحرارية المنبعثة من اللهب الخطوة 2
قياس الطاقة الحرارية المنبعثة من اللهب الخطوة 2

الخطوة 2. صب الماء في علبة الصودا

علبة صودا الألمنيوم توصل الحرارة بكفاءة أكبر من الأسطوانة الزجاجية. احرص على عدم سكب أي من الماء. من المهم أن تكون كمية المياه التي سجلتها صحيحة.

قياس الطاقة الحرارية المنبعثة من اللهب الخطوة 3
قياس الطاقة الحرارية المنبعثة من اللهب الخطوة 3

الخطوة 3. ضع العلبة فوق مصدر الوقود

نظرًا لارتفاع الحرارة ، ستحصل على أكبر قدر من نقل الحرارة إذا تم وضع العلبة مباشرة فوق مصدر الوقود. استخدم حاملًا أو قم ببناء جهاز بسيط من نوع ما لحمل العلبة 6-8 سم (2.4-3.1 بوصة) فوق مصدر الوقود. استخدم المعدن لتثبيت العلبة في مكانها.

المواد مثل الخشب أو البلاستيك قد تذوب أو تشتعل فيها النيران ، لذا تأكد من استخدام مواد مقاومة للحريق لبناء الحامل

جزء 2 من 3: قياس التغيرات في درجة الحرارة

قياس الطاقة الحرارية المنبعثة من اللهب الخطوة 4
قياس الطاقة الحرارية المنبعثة من اللهب الخطوة 4

الخطوة 1. قم بقياس درجة الحرارة الأولية للماء

بدون درجة الحرارة الأولية للماء ، لن تتمكن من معرفة مقدار الحرارة التي تم امتصاصها. ضع مقياس حرارة في الماء وخذ القراءة. اكتب القراءة حتى تتذكرها بالضبط.

على سبيل المثال ، قد تكون قراءتك الأولية 20 درجة مئوية (68 درجة فهرنهايت). من الأفضل أن تأخذ القياس بالدرجة المئوية ، حيث سيؤدي ذلك إلى تبسيط الرياضيات لاحقًا

قياس الطاقة الحرارية المنبعثة من اللهب الخطوة 5
قياس الطاقة الحرارية المنبعثة من اللهب الخطوة 5

الخطوة 2. اشعل الوقود تحت الماء

استخدم ولاعة ثقاب أو شواية لإشعال الوقود. تشمل أنواع الوقود الشائعة التي يجب اختبارها زيت الفول السوداني أو الزيت النباتي أو الميثانول أو الإيثانول. يجب القيام بهذه الخطوة بواسطة أو مع مشرف بالغ.

  • ارتدِ قفازات ونظارات واقية لحماية عينيك ويديك.
  • قبل إشعال الوقود ، ضع خطة أمان في حالة حدوث أي خطأ أو انتشار الحريق. احتفظ بطفاية حريق في مكان قريب.
قياس الطاقة الحرارية المنبعثة من اللهب الخطوة 6
قياس الطاقة الحرارية المنبعثة من اللهب الخطوة 6

الخطوة الثالثة. خذ قراءة نهائية لدرجة حرارة الماء

بعد احتراق الوقود بالكامل أو إطفاءه ، ستحتاج إلى قراءة ثانية لدرجة الحرارة. استخدم نفس مقياس الحرارة وأدخله في الماء. سجل درجة الحرارة النهائية لاستخدامها في حساب الطاقة المنبعثة من حرق الوقود.

يجب أن تكون قراءتك النهائية أعلى من القراءة الأولية. على سبيل المثال ، قد تكون درجة الحرارة حوالي 24 درجة مئوية (75 درجة فهرنهايت) ، اعتمادًا على الوقود الخاص بك

جزء 3 من 3: حساب الطاقة المنبعثة

قياس الطاقة الحرارية المنبعثة من اللهب الخطوة 7
قياس الطاقة الحرارية المنبعثة من اللهب الخطوة 7

الخطوة 1. أوجد الفرق في درجة الحرارة

اطرح درجة الحرارة الأولية من درجة الحرارة النهائية. سيخبرك هذا بمقدار تغير درجة حرارة الماء بسبب احتراق الوقود تحته. حوّل هذا الرقم إلى درجة مئوية إذا لم تكن قياساتك بالدرجة المئوية.

  • يمكنك تحويل رقم من فهرنهايت إلى سلزيوس باستخدام المعادلة C = (F − 32) x5 / 9 { displaystyle C = (F-32) x5 / 9}

    where C is the temperature in Celsius and F is the temperature in Fahrenheit.

  • An example is 24 °C (75.2 °F) - 20 °C (68.0 °F) = 4 °C (39.2 °F).
قياس الطاقة الحرارية المنبعثة من اللهب الخطوة 8
قياس الطاقة الحرارية المنبعثة من اللهب الخطوة 8

الخطوة 2. اضرب فرق درجة الحرارة بالحرارة النوعية للماء

الحرارة النوعية للماء هي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 1 جرام من الماء بمقدار 1 درجة مئوية. بالنسبة للماء ، تكون الحرارة النوعية 1 سعر حراري لكل جرام سلزيوس. وهذا يعني أن تسخين غرام واحد من الماء بدرجة واحدة مئوية يتطلب سعرًا حراريًا واحدًا.

  • تتم كتابة الوحدة الخاصة بالحرارة النوعية على أنها 1 سعر حراري / (جرام × درجة مئوية).
  • ينتج عن ضرب هذا في فرق درجة الحرارة 4 درجات مئوية × 1 كالوري / (جرام × درجة مئوية) = 4 سعرات حرارية / جرام.
قياس الطاقة الحرارية المنبعثة من اللهب الخطوة 9
قياس الطاقة الحرارية المنبعثة من اللهب الخطوة 9

الخطوة 3. عامل في كتلة الماء

الآن ، اضرب ناتج فرق الحرارة والحرارة النوعية في كمية الماء التي استخدمتها. لاحظ أن 1 مل من الماء يساوي 1 جرام من الماء. تأكد من أنك تستخدم وحدة الجرام.

سوف ينتج عن ذلك إطلاقك للطاقة: 4 سعرات حرارية / جرام × 100 جرام = 400 سعرة حرارية

قياس الطاقة الحرارية المنبعثة من اللهب الخطوة 10
قياس الطاقة الحرارية المنبعثة من اللهب الخطوة 10

الخطوة 4. ندرك أن نظامك يفقد بعض الطاقة

في حين أن بعض الحرارة المنبعثة تذهب مباشرة إلى الماء ، فإن نظامك ليس مثاليًا. سوف تفقد بعض الحرارة في الهواء المحيط. سيتم أيضًا امتصاص كمية صغيرة من الحرارة بواسطة العلبة نفسها. لا يوجد الكثير مما يمكن فعله للتعويض عن فقد الحرارة.

إذا كنت تحاول إجراء تجارب عالية الدقة ، فقد تستثمر في جهاز قياس المسعرات التجارية ، ولكن حتى في هذه الحالة ، قد لا تكون النتائج فعالة بنسبة 100٪

نصائح

قم بتثبيت العلبة بحذر على حامل للتأكد من أنها لا تنقلب أو تسقط على اللهب. تأكد أيضًا من عدم وجود العلبة بالقرب من الكمبيوتر المحمول. تأكد أيضًا من أن العلبة لا تلمس اللهب. يجب أن يكون هناك مسافة بينهما

تحذيرات

  • الأدخنة الناتجة عن بعض المواد سامة. إذا لم يكن لديك غطاء دخان تعرف كيفية استخدامه ، فالتزم بالوقود المنزلي مثل الشموع.
  • الحريق خطير للغاية ويمكن أن تحترق بسهولة. كن حذرًا معها واحتفظ دائمًا بطفاية حريق في متناول اليد.

موصى به: