Підручник Фізика 8 клас - А. М. Сердюченко - Освіта 2016 рік
Розділ 1. Внутрішня енергія Теплообмін
ЧАСТИНА І. ТЕПЛОВІ ЯВИЩА
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1& ВИЗНАЧЕННЯ ПИТОМОЇ ТЕПЛОЄМНОСТІ РЕЧОВИНИ
Мета. Визначити калориметричним методом питому теплоємність речовини.
Обладнання: склянка з водою, калориметр, термометр, терези з важками, досліджуване тіло (важок), посудина з гарячою водою.
Вказівки до роботи
Для дослідження теплообмінних процесів застосовують прилади, які називають калориметрами (латиною саlоr — тепло і грецькою metreo — вимірюю).
Найпростіший калориметр (мал. 54) складається з тонкостінного циліндра 3, зовнішньої посудини 1, теплоізоляційної підставки 4 і термометра 2.
Такий пристрій дає змогу максимально зменшити втрати теплоти назовні, які важко врахувати у вимірюваннях. Він є основним засобом у калориметричному методі вимірювання. Цей метод базується на припущенні рівності кількості теплоти Qт, яку досліджуване тіло віддає, і кількості теплоти Qк, яку отримують калориметр і вода:
Qт = Qк
Основною характеристикою калориметра з водою є його теплоємність С, яку визначають заздалегідь. Наближено це можна зробити за допомогою обчислень, якщо відомі маса води mв, маса тонкостінного циліндра mц і матеріал, з якого він виготовлений:
С = свmв + сцmц,
де св — питома теплоємність води, сц — питома теплоємність матеріалу циліндра. Якщо вважати, що питома теплоємність циліндра і його маса будуть набагато меншими за масу і питому теплоємність води, то другим доданком можна знехтувати, оскільки він несуттєво впливатиме на результат. За таких умов кількість теплоти, що віддає тіло внаслідок теплопередачі, дорівнює кількості теплоти, яку отримує вода в калориметрі. Для того щоб її обчислити, треба виміряти зміну температури води:
Qк = с∆t - cвmв∆t.
Мал. 54. Конструкція калориметра
Виконаний роботи
1. Налийте в калориметр холодної води приблизно на три чверті (щоб під час занурення досліджуваного тіла вона не виливалася) і визначте її масу m1.
2. Визначте початкову температуру води в калориметрі t1.
3. Виміряйте за допомогою важільних терезів масу тіла m2, питому теплоємність якого ви будете визначати.
4. Занурте досліджуване тіло в гарячу воду на кілька хвилин, виміряйте її температуру t2 (це буде початкова температура тіла), а потім перенесіть тіло в калориметр.
5. Після встановлення теплової рівноваги знову виміряйте температуру води в калориметрі t3(це буде кінцева температура тіла).
6. Дані досліду занесіть до таблиці:
|
Маса холодної води m1, кг |
Температура холодної води t1, °С |
Маса тіла m2, кг |
Початкова температура тіла t2, °С |
Температура стану рівноваги t3, °С |
7. Обчисліть кількість теплоти Q1, яку отримала вода в калориметрі:
Q1 = c1m1(t3 - t1).
8. Обчисліть питому теплоємність досліджуваного тіла с2, узявши до уваги, що кількість теплоти, яку віддало тіло Q2, дорівнює кількості теплоти Q1, яку отримав калориметр:
9. За отриманим значенням питомої теплоємності за допомогою таблиці визначте, з якої речовини виготовлене досліджуване тіло, і зробіть висновок.
Дайте відповіді па запитання
1. Яка роль калориметра в цій лабораторній роботі?
2. Поясніть, чому в калориметрі підставка виготовлена із теплоізоляційного матеріалу.
3. Оцініть витрати теплової енергії на нагрівання навколишнього середовища в цій роботі.