Порядок выполнения работы. Определение удельной теплоемкости тела.

Лабораторная работа 4.

Определение удельной теплоемкости тела.

Цель работы:

пользуясь уравнением теплового баланса, определить удельную теплоемкость калориметрического тела; по таблице «Тепловые свойства вещества» определить, из какого металла сделано данное тело.

Оборудование:

весы с разновесами, калориметр, калориметрическое тело, термометр, вода, плитка, сосуд с кипящей водой.

Теория. Согласно I началу термодинамики подводимое к системе количество теплоты Q идет частично на совершение системой работы А, а частично – на изменение внутренней энергии тела Q = А + Δ U.

Если в замкнутой системе происходит теплообмен между телами системы, то Q = 0 и А = 0. Тогда Δ U = 0 – т.е. внутренняя энергия системы остается постоянной: U = const.

Q₁ + Q₂ + … + Q _п = 0 - (1) - уравнение теплового баланса.

Порядок выполнения работы.

1. Рассмотреть шкалу термометра, определить цену деления. Проверить весы. Все взвешивания в дальнейшем производить с точностью до 0, 1 г.

2. Определить массу внутреннего сосуда калориметра т _к.

3. Определить массу испытуемого тела т _т.

4. Налить во внутренний сосуд калориметра 150см² воды массой т. Взвесить внутренний сосуд калориметра с жидкостью и определить массу воды: т _в = т – т _к.

5. Поместить внутренний сосуд калориметра во внешний сосуд, измерить начальную температуру воды: Т _в. = Т _к.

6. Прогреть в кипящей воде испытуемое тело, быстро перенести его в калориметр. Т _т = 373К.

7. Перемешивая жидкость в калориметре, выждать, когда перестанет повышаться температура, измерить окончательную температуру Θ.

8. Результаты всех измерений и вычислений занести в таблицу

Таблица

испытуемое тело	калориметр	вода в калориметре	Температура системы	удельная теплоемкость вещества с,	относи-тельная погреш-ность ε, %
масса т Т, кг	масса т к, кг	удельная теплоемкость Ск,	масса тв, кг	удельная теплоем- кость, Св	начальная воды, Т в. = Т к К	начальная тела Т т,   К	общая Θ,   К

9. Внутренняя энергия калориметра и воды увеличивается: Δ U↑, Q > 0,

10. Внутренняя энергия тела уменьшается: Δ U ↓, Q < 0, но Q₁ + Q₂ + Q₃ = 0.

11. Составим уравнение теплового баланса:

С _к∙ т _к∙ (Θ – Т _к) + С _в∙ т _в∙ (Θ – Т _к) + С _т∙ т _т (Θ – Т _т) = 0

С _т = -рабочая формула.

Вычисление: С _т =

12. Найдите по таблице «Тепловые свойства вещества» значение удельной теплоемкости, близкое к вычисленному, и сделайте вывод, из какого вещества выполнено тело.

13. Вычислите границу относительной погрешности вычисления по формуле:

ε = 100%.

К онтрольные вопросы:

1.Чем можно объяснить полученную погрешность при вычислении теплоемкости вещества?

2.На температурной диаграмме представлены графики зависимости температуры воды и калориметра от переданного им количества теплоты. Какой из них соответствует воде, а какой – калориметру? Начертите график, соответствующий изменению внутренней энергии используемого вами в лабораторной работе калориметрического тела.

3.Если налить кипяток в стакан, то толстостенный может лопнуть, а тонкий - нет. Почему?

4.Выведите рабочую формулу вычисления удельной теплоемкости тела.