Классы
Предметы

Лабораторная работа "Измерение удельной теплоемкости твердого тела"

Этот видеоурок доступен по абонементу
Подробнее об абонементе, платных и бесплатных уроках

У вас уже есть абонемент? Войти

Оплатить абонементот 75 руб. в месяц
У вас уже есть абонемент? Войти
Лабораторная работа "Измерение удельной теплоемкости твердого тела"

При помощи нашего видеоурока вы сможете самостоятельно изучить тему «Лабораторная работа «Измерение удельной теплоёмкости твердого тела». Вы узнаете, каким образом можно определить удельную теплоёмкость вещества опытным путём, на примере лабораторной работы по определению теплоёмкости латунного цилиндра. Вы узнаете, как проводятся данные измерения, какие приборы вам потребуются и какие расчёты надо будет проводить.

Цель лабораторной работы, объект исследования, приборы и материалы

Тема сегодняшнего занятия посвящена тому, каким образом можно определить удельную теплоемкость вещества опытным путем, т. е. на практике. Конкретно, мы рассмотрим определение теплоемкости на примере твердого тела – металлического (латунного) цилиндра.

Цель работы:определить удельную теплоемкость металлического цилиндра.

Объект исследования:латунный цилиндр, подвешенный на нити.

Приборы и материалы:металлический цилиндр на нити (рис. 1), стакан с горячей и стакан с холодной водой (рис. 2), два термометра (рис. 3), весы (рис. 4), калориметр (рис. 5).

Рис. 1. Металлический цилиндр (Источник)

 Рис. 2. Стакан с водой (Источник)

Рис. 3. Термометр (Источник)

Рис. 4. Весы (Источник)

Рис. 5. Калориметр (Источник)

Ход работы

Ход работы:

1. Поместим металлический цилиндр в стакан с горячей водой и измерим термометром ее температуру, она будет равняться температуре цилиндра, т. к. через определенное время температура воды и цилиндра сравняются.

2. Затем наливаем в калориметр холодную воду и измеряем ее температуру.

3. После этого помещаем привязанный на нитке цилиндр в калориметр с холодной водой и, помешивая в нем воду термометром, измеряем установившуюся в результате теплообмена температуру.

Обработка данных и вычисление результата

Обработка данных и вычисление результата:

Измеренная установившаяся конечная температура в калориметре и остальные данные позволят нам рассчитать удельную теплоемкость металла, из которого изготовлен цилиндр. Вычислять искомую величину мы будем исходя из того, что, остывая, цилиндр отдает ровно такое же количество теплоты, что и получает вода при нагревании, происходит так называемый теплообмен.

Соответственно получаем следующие уравнения. Для нагрева воды количество теплоты:

, где:

 удельная теплоемкость воды (табличная величина), ;

 масса воды, которую можно определить с помощью весов, кг;

 конечная температура воды и цилиндра, измеренная с помощью термометра, o;

 начальная температура холодной воды, измеренная с помощью термометра, o.

Для остывания металлического цилиндра количество теплоты:

, где:

 удельная теплоемкость металла, из которого изготовлен цилиндр (искомая величина), ;

 масса цилиндра, которую можно определить с помощью весов, кг;

 температура горячей воды и, соответственно, начальная температура цилиндра, измеренная с помощью термометра, o;

 конечная температура воды и цилиндра, измеренная с помощью термометра, o.

Замечание. В обеих формулах мы вычитаем из большей температуры меньшую для определения положительного значения количества теплоты.

Как было указано ранее, из-за процесса теплообмена между холодной водой и металлическим цилиндром их количества теплоты равны:

.

Следовательно, удельная теплоемкость материала цилиндра:

Полученные результаты в любой лабораторной работе удобно записывать в таблицу, причем, проводить для получения усредненного максимально точно приближенного результата несколько измерений и вычислений. В нашем случае таблица может выглядеть примерно следующим образом:

Масса воды в калориметре

Начальная температура воды

Масса цилиндра

Начальная температура цилиндра

Конечная температура

, кг

, o

, кг

, o

, o

 

 

 

 

 

Вывод:вычисленное значение удельной теплоемкости материала цилиндра .

Сегодня мы рассмотрели методику проведения лабораторной работы по измерению удельной теплоемкости твердого тела. На следующем уроке мы поговорим о выделении энергии при сгорании топлива.

 

Список рекомендованной литературы

1. Генденштейн Л. Э, Кайдалов А. Б., Кожевников В. Б. /Под ред. Орлова В. А., Ройзена И. И. Физика 8. – М.: Мнемозина.

2. Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.

3. Фадеева А. А., Засов А. В., Киселев Д. Ф. Физика 8. – М.: Просвещение.

 

Рекомендованные ссылки на интернет-ресурсы

1. Пятёрка.сom (Источник).

2. K2x2.info (Источник).

3. Youtube (Источник).

4. Youtube (Источник).

 

Рекомендованное домашнее задание

1. На каком из этапов проведения лабораторной работы есть вероятность получить наибольшую погрешность измерений?

2. Какими должны быть материалы и устройство калориметра для получения наиболее точных результатов измерений?

3.  Предложите свою методику измерения удельной теплоемкости жидкости.