Practicum: Soortelijke warmte – mengmethode – Natuurkunde Klas 1 HAVO

In dit practicum voor klas 1 HAVO bepaal je de soortelijke warmte (c) van aluminium via de mengmethode: een verhit aluminiumblok wordt in koeler water geplaatst. Je berekent c via de warmteuitwisseling en vergelijkt met de tabelwaarde.

Leerdoel

Na dit practicum kun je de formule Q = m · c · ΔT toepassen, de mengmethode uitleggen (warmte afgegeven = warmte opgenomen), de soortelijke warmte berekenen en vergelijken met tabelwaarden, en het rendement van de meting bepalen.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: HAVO klas 1 | Vak: Natuurkunde | Domein: C2 Energieomzettingen, D1 Eigenschappen | Soortelijke warmte, warmteoverdracht, Q = mcΔT, mengmethode, temperatuur, rendement

Benodigdheden

• Aluminiumblok (≈100 g, met koord)
• Kokend waterbad (bekerglas + elektrische verwarmingsplaat)
• Calorimeter (polystyreen beker) of goed geïsoleerd bekerglas
• Gedestilleerd water (100 mL), thermometer (0,1°C nauwkeurig)
• Analytische balans

Achtergrondinformatie

Soortelijke warmte c: de warmte nodig per kg om 1 K te stijgen (J/(kg·K)). Tabelwaarde Al: c_Al = 900 J/(kg·K); water: c_w = 4180 J/(kg·K). Mengmethode: warmte afgegeven door Al = warmte opgenomen door water (bij goede isolatie): m_Al · c_Al · (T_Al − T_meng) = m_w · c_w · (T_meng − T_w).

Werkwijze

1. Weeg het aluminiumblok (m_Al). Verhit in kokend water (≈100°C, T_Al) gedurende 5 min.
2. Weeg de calorimeter met 100 mL gedestilleerd water (m_w). Meet T_w.
3. Breng het hete aluminiumblok snel over naar het water. Roer voorzichtig. Meet T_meng zodra dit stabiel is.
4. Bereken c_Al via de mengformule.

Meettabel

Verwerkingsvragen

1. Leid c_Al af uit de mengvergelijking en bereken de waarde met jouw meetdata.
2. Bereken het rendement (c_gemeten/c_tabel × 100%) en noem twee oorzaken van afwijking.
3. Hoeveel warmte is nodig om 500 g water van 20°C naar 100°C te verhitten?

Uitwerking

V1: m_Al · c_Al · ΔT_Al = m_w · c_w · ΔT_w. c_Al = (m_w · c_w · ΔT_w) / (m_Al · ΔT_Al). Voorbeeld: m_Al = 0,100 kg; ΔT_Al = 75 K; m_w = 0,100 kg; ΔT_w = 15 K. c_Al = (0,100 × 4180 × 15) / (0,100 × 75) = 6270 / 7,5 = 836 J/(kg·K).

V2: Rendement = 836 / 900 × 100% = 92,9%. Oorzaken afwijking: (1) Warmteverlies aan de lucht tijdens het overbrengen van het blok. (2) Calorimeter absorbeert ook warmte (niet gecorrigeerd).

V3: Q = m · c · ΔT = 0,500 × 4180 × (100 − 20) = 0,500 × 4180 × 80 = 167 200 J = 167,2 kJ.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert calorimeters, thermometers, verwarmingsplaten en aluminiumblokkensets voor warmteleer-praktika in het voortgezet onderwijs.

Bekijk het assortiment natuurkunde of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

Ontdek alle practica in de Labvakhandel kennisbank — voor biologie, scheikunde en natuurkunde.