Лабораторная работа Измерение удельной теплоемкости твердого тела

Лабораторная работа "Измерение удельной теплоемкости твердого тела"

Цель работы: определить удельную теплоемкость металлического цилиндра.

Приборы и материалы: металлический цилиндр, стакан с горячей и стакан с холодной водой, два термометра, весы, калориметр.

Ход работы.

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

Затем нальем в калориметр холодную воду и измерим ее температуру.

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

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 необходимо 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 .

При остывании металлического цилиндра выделится 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, в процессе теплообмена количество теплоты, полученное водой, равно количеству теплоты, которое отдал металлический цилиндр:

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		, кг

Вывод: вычисленное значение удельной теплоемкости материала цилиндра .

Сегодня мы рассмотрели методику проведения лабораторной работы по измерению удельной теплоемкости твердого тела.