Лабораторна робота № 2. Визначення питомої теплоємності речовини

Мета роботи: розвиток експериментальних умінь досліджувати теплові процеси, уміння визначати питому теплоємність речовини калориметричним способом.

Прилади та обладнання: склянка з водою, калориметр, термометр, терези, різноваги, металевий циліндр на нитці, посудина з гарячою водою.

Хід роботи

1. За допомогою терезів визначте масу внутрішньої посудини калориметра. Вставте її в зовнішню посудину.

2. Налийте в калориметр воду масою 100—150 г кімнатної температури. Виміряйте температуру води.

3. За допомогою терезів визначте масу металевого циліндра.

4. Занурте циліндр у ємність із гарячою водою дротяним гачком, потім занурте в гарячу воду термометр і дочекайтеся моменту встановлення теплової рівноваги (стовпчик термометра майже припинить рух). Виміряйте температуру води. У момент теплової рівноваги вона дорівнюватиме температурі циліндра.

5. Обережно вийміть нагрітий циліндр дротяним гачком і, не зволікаючи, занурте його у воду в калориметрі.

6. Дочекайтеся моменту настання теплової рівноваги. Виміряйте температуру води в калориметр після занурення в неї циліндра.

Результати вимірювань запишіть до таблиці:

Маса внутрішньої посудини калориметра m_a, кг	Маса води в калориметрі m₁, кг	Початкова температура води в калориметрі t₁, °С	Маса циліндра m₂, кг	Початкова температура циліндра t₂, °С	Температура теплової рівноваги води в калориметрі та циліндра t, °С

7. Вважаючи систему теплоізольованою, запишемо рівняння теплового балансу:

Q₁ + Q₂ = Q₃,

де Q₁ — кількість теплоти, яку отримав калориметр під час нагрівання;

Q₂ — кількість теплоти, яку отримала вода в калориметрі під час нагрівання;

Q₃ — кількість теплоти, віддана металевим циліндром під час охолодження.

Запишемо вирази для обчислення кількості теплоти Q₁, Q₂ та Q₃:

Q₁ = c₁m₁(t - t₁),

Q₂ =c_am_a(t - t₁),

Q₃ = c₂m₂(t₂-t).

Підставимо їх у рівняння теплового балансу. В результаті одержимо рівняння з однією невідомою с₂:

c₁m₁(t - t₁) + c_am_a(t - t₁)+ = c₂m₂(t₂ - t).

Розв’язавши його відносно невідомої с₂, одержимо:

8. Підставте у формулу для визначення с₂ значення фізичних величин, виміряні під час досліду, та обчисліть питому теплоємність речовини, з якої виготовлено циліндр.

9. Порівняйте отриманий результат із табличним і обчисліть абсолютну похибку з вимірів:

Δс₂= |с₂- c_таб|.

10. Обчисліть відносну похибку вимірювань: