Лабораторна робота №2. Визначення питомої теплоємності речовини.

            Мета робота: навчитися вимірювати питому теплоємність речовини.

Обладнання: калориметр, термометр, терези з набором важків, металевий циліндр на натці, вимірний циліндр або мензурка, посудини із гарячою та холодною водою.

Техніка безпеки: будьте особливо обережними при користуванні скляним посудом і приладами. Не використовуйте термометр для помішування рідини, у яку він занурений. Не допускайте перевищення допустимих для термометра меж вимірювання. Категорично забороняється працювати з ртутними термометрами. Пам’ятайте, що ртуть, а особливо її пари, дуже отруйні.

Теоретичні відомості.

Питома теплоємність речовини – це кількість теплоти, яка потрібна для зміни температури тіла масою 1 кг, виготовленого з тієї ж речовини, на 1°С. Різні речовини мають різну питому теплоємність. Для вимірювання питомої теплоємності речовини, яка перебуває у твердому стані, використовують його теплообмін з рідиною, питома теплоємність якої відома.

Щоб зменшити втрати теплоти у навколишнє середовище, експеримент проводять у калориметрі. Якщо теплообмін між досліджуваним тілом і калориметром відбувається швидко, тоді кількість теплоти Q_T, яку віддає досліджуване тіло дорівнює кількості теплоти Q_K, яку одержує калориметр (вода і сам циліндр), тобто Q_T = Q_K.

Основною характеристикою калориметра є його теплоємність С.

Для досліду беруть невелике тверде тіло, попередньо нагріте в посудині з гарячою водою. Температура води із зануреним в неї твердим тілом є одночасно температурою досліджуваного тіла. Внаслідок теплообміну температури твердого тіла, калориметра і води вирівнюються.

Кількість теплоти, що дістала холодна вода в калориметрі від зануреного в неї нагрітого твердого тіла, дорівнює кількості теплоти, яку віддає тверде тіло при охолоджені. З рівності цих двох величин можна визначити питому теплоємність тіла.

Масу тіла визначають за допомогою важільних терезів, масу води – мензуркою, враховуючи, що маса 1 мл води дорівнює 1 г.

Виконання роботи.

1. Ознайомитеся з обладнанням до лабораторної роботи.

2. Визначте ціну поділки шкали термометра _____ та мензурки____.

3. Виміряйте за допомогою терезів масу металевого циліндра або іншого твердого тіла.

4. Використовуючи мензурку, влийте у калориметр 100-150 мл холодної води та виміряйте її температуру. Результат вимірювання запишіть у таблицю.

5. Опустіть металевий циліндр або інше тверде тіло у посудину з гарячою водою. Зачекайте 1-2 хв та виміряйте температуру гарячої води разом із зануреним у неї твердим тілом. Отримане значення температури і буде температурою твердого тіла. Результат вимірювання запишіть у таблицю.

6. Швидко перенесіть тверде тіло із посудини з гарячою водою у калориметр та виміряйте температуру води у калориметрі після настання теплової рівноваги. Результат вимірювання запишіть у таблицю.

Маса води в калориметрі m1, кг	Температура холодної води t1,°С	Маса циліндра m1, кг	Температура гарячої води t2,°С	Температура води і тіла в стані теплової рівноваги t,°С

 

7. Кількість теплоти, яку отримала холодна вода у калориметрі від нагрітого твердого тіла обчислюють за формулою:

Q₁=c₁m₁(t°-t₁°) ,

де с₁ – питома теплоємність води, яка дорівнює 4200  Дж/(кг °С) ,  

8. Кількість теплоти, яку віддало нагріте тверде тіло після занурення його у холодну воду, обчислюють за формулою:

Q₂=c₂m₂(t₂°-t°),

 де а с₂ – питома теплоємність речовини з якої виготовлено тверде тіло.

9. Врахувавши, що в результаті теплообміну кількість теплоти, яку отримала холодна вода Q₁ дорівнює кількості теплоти, яку віддало нагріте тверде тіло Q₂, тобто

Q₁= Q₂, 

або

c₁m₁(t°-t₁°)= c₂m₂(t₂°-t°),

шукане значення питомої теплоємності речовини, з якої виготовлено наше тверде тіло обчисліть за формулою:

 

Висновок.

 

Експериментальне завдання.

За допомогою термометра дослідіть, процес нагрівання у двох однакових посудинах однакової кількості води, коли в одну посудину з водою поміщають мідну, а в другу – залізну кулі, однакового об’єму і температури. Поясніть спостережувальний процес.

Тести для самоперевірки

https://onlinetestpad.com/mswsgm6mqe6gg