ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ТЕПЛОЁМКОСТИ ТВЁРДОГО ТЕЛА
Описание установки. В калориметр налита вода объёмом V
в. Пользователь может задавать этот объём, пока процесс не запущен. Также имеется возможность задать начальную температуру t
0, массу калориметра и его теплоёмкость. Левый термометр показывает температуру воды в калориметре.
Правее от калориметра расположен меньший сосуд с водой. Правый термометр показывает температуру воды в малом сосуде. Рядом ним находится цилиндр, материал которого можно менять. Его теплоёмкость мы и будем измерять.
Вся установка запускается кнопкой "Пуск" таймера.
КПД установки = 100%.
Для измерения цилиндр мышкой помещают в малый сосуд с водой и нагревают его. Затем горячий цилиндр переносят мышкой в калориметр с холодной водой. По окончании теплообмена измеряют температуру воды в калориметре и получают возможность для вычисления удельной теплоёмкости.
Для процесса теплообмена горячего цилиндра с холодной водой можно составить уравнение теплового баланса: количество тепла, которое горячий цилиндр отдаёт при теплообмене идёт на нагревание калориметра и воды в нём:
Цель работы: определить удельную теплоёмкость материала цилиндра.
Выполнение работы.
Запишите:
-
название работы;
- приборы и материалы, необходимые для выполнения реальной работы:
- калориметр;
- нагреватель;
-
два термометра;
-
цилиндр;
- сосуд с водой;
- таймер.
Десятичные дроби вводятся через точку. Ответы нужно округлять по правилам приближённых вычислений с погрешностью не более 10%.
1. Выбрать материал исследуемого образца: свинец, олово, цинк, железо, алюминий.
2. Взвешиванием на весах, установить массу цилиндра m
т в таблице, которая находится снизу в правом углу.
3. Установить параметры калориметра m
к, с
к.
4. Установить объём воды V
в. Теплоёмкость воды известна с
в.
5.
Устанавливаем начальную температуру воды t
хв (t
0).
6. Зная объем, вычислить массу воды m
в.
7. Переместить цилиндр в малый сосуд. Включить цепь для нагревания, нажав кнопку «Пуск» и нагреть малый сосуд с водой и цилиндром до температуры 80-90°С.
8. Поместить цилиндр в калориметр с холодной водой, дождаться установления теплового равновесия. Измерить температуру при тепловом равновесии t
к.
9. Итоги вычислений запишите в тетрадь.
10. Определить абсолютную и относительную погрешности измерения.
11. Ответьте на контрольные вопросы (см. ниже).
Если вам нравится экспериментировать, придумайте себе экспериментальную задачу и решите её с помощью этой виртуальной модели. Например, измените время кипения воды и выясните, как удельная теплота парообразования зависит от массы образовавшегося пара, или что-нибудь ещё!