Фізика. Повторне видання. 8 клас. Бар’яхтар
Лабораторна робота № 2. Визначення питомої теплоємності речовини
Мета: визначити питому теплоємність речовини у твердому стані.
Обладнання: мірний циліндр, терези з важками, термометр, калориметр, металеве тіло з ниткою, склянка з водою кімнатної температури, електричний чайник із киплячою водою (один на клас), паперові серветки, мішалка.
Теоретичні відомості
Для визначення питомої теплоємності речовини в твердому стані можна скористатися таким методом. Тіло нагрівають в окропі, а потім опускають у калориметр із холодною водою. Відбувається теплообмін, у якому беруть участь чотири тіла: тверде тіло віддає енергію, одержують енергію вода, калориметр і термометр. Оскільки термометр і калориметр порівняно з водою одержують незначну кількість теплоти, можемо вважати, що кількість теплоти, віддана твердим тілом, дорівнює кількості теплоти, одержаної холодною водою: Qтіла = Qводи. Отже, cтілаmтіла(tтіла - t) = cводиmводи(t - tводи); звідси.
де cтіла, cводи — питомі теплоємності речовини, з якої складається тіло, та води; mтіла, mводи — маси тіла й води; tтіла і tводи — температури тіла й води на початку досліду; t — температура тіла й води після встановлення теплової рівноваги.
ВКАЗІВКИ ДО РОБОТИ
Підготовка до експерименту
1. Перед тим як розпочати вимірювання:
- а) уважно прочитайте теоретичні відомості, подані вище;
- б) згадайте, що характеризує питома теплоємність речовини; одиницю питомої теплоємності речовин.
2. Визначте ціну поділки шкал вимірювальних приладів.
Експеримент
Суворо дотримуйтесь інструкції з безпеки (див. форзац).
Результати вимірювань відразу заносьте до таблиці.
1. Налийте в мірний циліндр 100-150 мл води. Виміряйте об’єм води (Vводи).
2. Перелийте воду з мірного циліндра в калориметр. Виміряйте початкову температуру води в калориметрі (tводи).
3. Вийміть термометр із води і покладіть на серветку. Підійдіть з калориметром до вчителя, який із чайника з киплячою водою дістане за нитку металеве тіло та покладе його у ваш калориметр.
4. Знову помістіть термометр у калориметр і, злегка перемішуючи воду мішалкою, стежте за підвищенням температури. Щойно змінення температури стане непомітним (тобто встановиться теплова рівновага), запишіть показ термометра — кінцеву температуру води (t).
5. Вийміть термометр із води, осушіть його паперовою серветкою та покладіть у футляр.
6. Вийміть металеве тіло з води, осушіть його паперовою серветкою та зважте (mтіла).
Опрацювання результатів експерименту
2. Поміркуйте та заповніть стовпчики 5-7 таблиці.
4. Закінчить заповнення таблиці.
5. Скориставшись таблицею питомих теплоємностей деяких речовин у твердому стані (див. табл. 1 Додатка), дізнайтеся, з якого металу виготовлено тіло.
Аналіз результатів експерименту
Проаналізуйте експеримент і його результати. Сформулюйте висновок, у якому зазначте:
- а) яку величину ви визначали;
- б) який результат отримали;
- в) які чинники вплинули на точність отриманого результату.
Творче завдання
Запропонуйте спосіб визначення питомої теплоємності рідини. Запишіть план експерименту.
Завдання «із зірочкою»
Оцініть відносну похибку проведеного в ході лабораторної роботи експерименту, скориставшись формулою:
де cвим — отримане значення питомої теплоємності речовини, з якої виготовлено тіло; cтабл — табличне значення питомої теплоємності речовини.