Calorímetro de bricolaje y 'Leslie Can': 5 pasos (con imágenes)

2023 Autor: Alyssa Boolman | [email protected]. Última modificación: 2023-11-26 21:02

Soy un gran fanático de las cosas de bricolaje:) Cuando era técnico en la escuela hace un tiempo, siempre trataba de crear equipos de bricolaje baratos para ahorrar dinero.

Te mostraré cómo hacer un calorímetro de bricolaje y una versión casera del 'cubo de Leslie'. Ambos equipos son necesarios para completar las prácticas de GCSE en el Reino Unido, pero incluso si eres de un país diferente y no es necesario, es genial hacer este aparato y usarlo en tu lección.

Suministros

Para calorímetro:

- Lata de aluminio gruesa (puede usar latas después de frijoles, frutas o albóndigas, etc.)

- Lata delgada de aluminio (puede usar latas después de las bebidas energéticas)

- Resistencia de 2,2 ohmios y 5 vatios (3,3 ohmios también funcionará bien)

- 2x terminales banana de 4 mm

- Termómetro pequeño (idealmente sin mercurio por razones de seguridad)

- 0,5 m de alambre de cobre de aproximadamente 1 mm de diámetro

- Espuma o algodón para aislamiento.

- PLA para impresión 3D

- Cable para conectar resistencia con terminales de 4 mm

Instrumentos:

- Soldador y soldador

- impresora 3d

- Cortadores de alambre

- Tijeras

Para 'Leslie puede':

- Lata de aluminio (puede ser de cualquier tamaño)

- Estropajo de acero

- termómetro de infrarrojos

- Alfombrilla de pintura acrílica en aerosol negra

Instrumentos:

- guantes

Paso 1: Impresión y soldadura 3D

- Imprime en 3D ambas piezas y, dependiendo de lo que puedas usar, es posible que tengas que escalar ligeramente el modelo.

- Monte dos terminales de 4 mm en los orificios de la tapa impresa

- Suelde una resistencia de 2,2 ohmios y 5 W a los terminales de 4 mm (asegúrese de medir la longitud del cable que utiliza para que la resistencia esté en la parte inferior de la lata pero sin tocarla)

Paso 2: Montaje

- Corte la lata más pequeña con unas tijeras a aproximadamente 2/3 de su altura

- Pegue el anillo impreso en 3D (esto es para evitar cortes; como alternativa puede usar cinta aislante)

- Haga un agitador con alambre de cobre girándolo varias veces (ver imagen)

- Coloque aislamiento en la parte inferior de la lata más grande y coloque una más pequeña dentro

- Agregue aislamiento entre latas

- Ponga la tapa superior e inserte el agitador y el termómetro en los orificios entre dos terminales (ver imagen)

Paso 3: rendimiento

Para probar tu calorímetro tienes que conectarlo a la fuente de alimentación (no exceder los 8 Voltios), voltímetro y amperímetro según el diagrama anterior.

Para este experimento en particular, utilicé 20 ml de agua y, como puede ver en la tabla anterior, la capacidad calorífica específica calculada del agua estaba bastante cerca del valor real.

Puede experimentar con vasos / tapas de poliestireno si no tiene acceso a una impresora 3D, pero no estoy seguro de la precisión de los resultados que obtendría.

Paso 4: Leslie puede

Ahora te diré cómo hacer una versión más barata del cubo de Leslie.

- Compra una bebida en lata de aluminio (cualquier bebida) y no la abras todavía

- Rocíe un lado de la lata de aluminio con pintura acrílica negra y espere hasta que se seque

- Use lana de acero y raspe la pintura original del otro lado de la lata (recuerde usar guantes)

- Ahora puedes abrir la lata y beberla (esperamos hasta ahora porque es más fácil quitar la pintura mientras la lata está llena)

Paso 5: Actuación de Leslie Can

- hierva agua y vierta agua caliente dentro de la lata (llene al menos el 80% de la lata)

- Cambie su termómetro IR y mida la temperatura aparente del lado brillante y el lado negro

- Comparar la lectura y discutir la observación con los estudiantes.

Con el detector de infrarrojos, está midiendo la temperatura aparente desde la distancia que es función de la temperatura real y la emisividad. En el caso del cubo / lata de Leslie, la temperatura real permanece constante, pero la emisividad para cada lado es ligeramente diferente, por lo que el detector de infrarrojos leería una temperatura aparente diferente (el lado negro tiene un factor de emisividad e ~ 1 y el lado brillante tiene un factor de emisividad e ~ 0,2 - 0,4, pero ambos lados tendrán la misma temperatura real).