Ćwiczenie C5
WYZNACZANIE CIEPA
A WA
AŚCIWEGO WODY I POJEMNOŚCI CIEPLNEJ
KALORYMETRU
Przyrządy
Kalorymetr, spirala oporowa, transformator, amperomierz, termometr, waga analityczna,
komplet odważników, stoper.
Ilość ciepła potrzebna do ogrzania masy wody mw i kalorymetru o pojemności cieplnej C w
przedziale temperatur od Tp do Tk wynosi:
Q = ( cw mw + C ) ( Tk  Tp ) ( 1 )
W układzie zastosowanym w ćwiczeniu ciepło
to jest dostarczane przez spiralę zanurzoną w
wodzie w czasie przepływu prądu I w czasie �.
Q = U I � ( 2 )
Wzór ( 1 ) można zapisać w postaci
Q
= cw mw + C ( 3 )
"T
Q
a więc zależność = f ( mw ) jest zależnością
"T
liniową o współczynniku nachylenia cw.
Kolejność wykonywanych czynności
1. Połączyć obwód według schematu podanego na rysunku.
2. Wyznaczyć masę kalorymetru mk.
3. Wlać wodę do kalorymetru i wyznaczyć masę kalorymetru z wodą m.
4. Włączyć prąd i ciągle mieszając wodę, odczekać aż woda osiągnie temperaturę Tp= 293K.
W tym momencie włączyć stoper.
5. Odczytać wartość natężenia prądu I oraz napięcia U.
6. Ciągle mieszając wodę w kalorymetrze podgrzewać wodę aż do osiągnięcia temperatury
303 K. W tym momencie przerwać przepływ prądu w obwodzie i zmierzyć czas �.
7. Po wyłączeniu prądu poruszać jeszcze wolno mieszadełkiem aż do ustalenia się
temperatury końcowej Tk.
8. Wylać wodę, ochłodzić kalorymetr, spiralę i termometr.
9. Nalać do kalorymetru nową porcję wody i powtórzyć pomiary z punktów 3-7 .Pomiary
powinno się przeprowadzić dla 5 do 6 różnych mas wody. Masy wody powinny dość
znacznie różnić się między sobą o co najmniej kilka dag.
10. Wyniki pomiarów przedstawić w tabeli
mk m mw U I Tp Tk Q
Q
�
"T
[ kg ] [ kg ] [ kg ] [ V ] [ A ] [ s ] [ K ] [ K ] [ J ] [ J/K ]
Q
11. Przedstawić punkty pomiarowe na wykresie = f ( mw ).
"T
12. Obliczyć ciepło właściwe wody cw i pojemność cieplną kalorymetru C oraz ich
odchylenia standardowe.
Wymagania
- pojemność cieplna, ciepło właściwe, ciepło molowe [ 2, 6 ]
- zasada bilansu cieplnego [ 2, 6 ]
- prawo Joule a  Lenza [ 3, 7 ]
- natężenie i napięcie skuteczne prądu zmiennego [ 3, 7 ]