Practicum: Soortelijke warmtecapaciteit – mengmethode – Klas 5 HAVO

In dit examenpracticum voor 5 havo bepaal je de soortelijke warmtecapaciteit c van aluminium en koper via de mengmethode: Q_metaal = Q_water.

Leerdoel

Na dit practicum kun je Q = m × c × ΔT toepassen, c van een metaal berekenen via warmtebehoud en de meetfout door warmteverlies analyseren.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: HAVO klas 5 (examenjaar) | Vak: Natuurkunde | Domein: D1 Eigenschappen van stoffen en materialen

Benodigdheden

• Aluminiumblok (≈150 g) en koperblok (≈150 g) met thermometergat
• Waterbad of elektrisch verwarmingselement tot ≈90 °C
• Calorimeter (gepolystyreen beker)
• 200 mL gedestilleerd water
• Thermometer (0,1 °C), stopwatch en balans

Achtergrondinformatie

Warmtebehoud: Q_{metaal,afgegeven} = Q_{water,opgenomen}. m_m × c_m × (T_m − T_eind) = m_w × c_w × (T_eind − T_w,begin). c_water = 4200 J/(kg·K). Oplossen naar c_m geeft de soortelijke warmtecapaciteit.

Werkwijze

1. Weeg het metaalblok (m_m). Verwarm tot T_m ≈ 90 °C.
2. Meet m_w en T_w,begin van het koude water in de calorimeter.
3. Breng het hete blok snel over. Roer voorzichtig. Noteer T_eind.
4. Bereken c_m via de warmtebalans.

Verwerkingsvragen

1. Bereken c_Al als: m_Al = 148 g; T_Al = 91 °C; m_w = 200 g; T_w = 20,0 °C; T_eind = 26,2 °C.
2. Koper (c ≈ 385 J/kg·K) vs. aluminium (c ≈ 900 J/kg·K): wat betekent dit voor gebruik als pan vs. radiator?
3. Welke aanname maak je die niet helemaal klopt? Wat is het effect op de gemeten c?

Uitwerking

V1: Q_water = 0,200 × 4200 × 6,2 = 5 208 J. c_Al = 5 208 / (0,148 × 64,8) = 5 208 / 9,59 ≈ 543 J/(kg·K) (lager dan 900 door warmteverlies aan calorimeter).

V2: Koper (lage c) warmt snel op — ideaal voor pan. Aluminium (hoge c) slaat meer warmte op — beter voor radiator of warmte-opslag.

V3: Je neemt aan dat er géén warmteverlies is aan de calorimeter en lucht. In werkelijkheid verliest het hete metaal warmte vóór en na onderdompeling, waardoor T_eind te laag is en c_m te laag uitvalt.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert metaalblokken met thermometergat, polystyreen calorimeters en nauwkeurige thermometers voor warmte-experimenten.

Bekijk het assortiment of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

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