Усі лабораторні роботи. 6-11 класи

Лабораторна робота № 2

Тема: визначення питомої теплоємності речовини.

Мета роботи: використовуючи рівняння теплового балансу, визначити питому теплоємність твердого тіла.

Прилади і матеріали: склянка з водою, калориметр, терези (динамометр), набір важків, металевий циліндр на нитці, посудина з гарячою водою, термометр.

Хід роботи

1. Виміряли масу внутрішньої посудини калориметра:

m_к = 0,048 кг

2. Налили в калориметр (m_x = 700 г = 0,07 кг) воду кімнатної температури. Виміряли її температуру t_x = 20 °С.

3. Нагріли циліндр у посудині з гарячою водою. Виміряли її масу m_т = 0,090 кг, потім її температуру t_г = 95 °С. Потім опускаємо циліндр в калориметр з водою.

4. Виміряли температуру t_c води в калориметрі після опускання циліндра.

t_c = 28 °С.

5. Визначили за формулою:

Q₁ = cm_х · (t_c - t_x) кількість теплоти, яку одержала холодна вода від гарячого тіла

Q₁ = 4200 Дж/(кг·°С) · 0,07 кг · (28° - 20°) = 2352 Дж.

6. Визначили за формулою:

А₂ = с_тm_т · (t_c - t_x) кількість теплоти, яку віддало гаряче тіло холодній воді (необхідно спочатку знайти с_т).

с_т = 449,6 Дж/(кг·°С) (залізо), а потім розрахувати Q₂ = 449,6 · 0,09 · (95° - 28°) = 2711,1 (Дж).

Q₃ = с_кm_к · (t_c - t_x) кількість теплоти, яку отримала від гарячої води внутрішня посудина калориметра (с_к= 920 Дж/(кг·°С))

Q₃ = 920 Дж/(кг·°С) · 0,048 кг · (28° - 20°) = 353,2 (Дж)

6. Використавши рівняння теплового балансу:

Q₂ = Q₁ + Q₃, тобто с_тm_т(t_т - t_c) = cm_x(t_c - t_x) + с_кm_к(t_с - t_x) визначаємо питому теплоємність твердого тіла (циліндра):

За таблицею встановили, що циліндр зроблений з заліза.

7. Результати вимірювань та обчислень занесли до таблиці.

Маса калориметра m, кг	Маса холодної води, mх, кг	початкова температура тіла tт, °С	температура холодної води tx, °С	температура нагрітої тілом води tc, °С	кількість теплоти, одержаної холодною водою Q1, Дж	кількість теплоти, відданою гарячою водою Q2, Дж	кількість теплоти, одержаної калориметром Q3, Дж	питома теплоємність речовини тіла ст, Дж/(кг·°С)
0,048	0,07	95	20	28	2352	2711,1	353,2	449,6

Висновок: виконуючи дану лабораторну роботу, визначали питому теплоємність твердого тіла. За таблицею встановили, що тіло зроблене з заліза. Розбіжність визначеної питомої теплоємності і табличного значення полягає в тому, що не враховано втрати теплоти під час контакту з навколишнім середовищем.