SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA NR 24

TEMAT ĆWICZENIA :

POMIAR CIEPŁA WŁAŚCIWEGO CIAŁA STAŁEGO

1. Wstęp teoretyczny:

Ciepło właściwe - energia termiczna potrzebna do podniesienia temperatury jednej jednostki masy ciała o jedną jednostkę temperatury. W układzie SI ciepło właściwe podaje się w dżulach na kilogram razy kelwin (J/(kgK)). Ciepło właściwe c wprowadza się jako wspłczynnik proporcjonalności w prawie fizycznym mwiącym, że zmiana energii wewnętrznej (ΔQ) ciała jest proporcjonalna do masy ciała (m) i zmiany temperatury (Δt).

Prawo to jest prawem doświadczalnym i spełnione jest z pewnym przybliżeniem oraz pod warunkiem, że ciało nie zmienia stanu skupienia lub fazy.

Ciepło właściwe ciał stałych i cieczy jest niezmienną cechą zależną tylko od struktury chemicznej tych ciał i nie zależy od ich kształtu i rozmiarów. Ciepło właściwe większości substancji zmienia się jednak nieznacznie ze zmianami temperatury nawet w obrębie jednego stanu skupienia.

2. Opis doświadczenia:

W ćwiczeniu mamy wyznaczyć ciepło właściwe kulek aluminium oraz piasku. W tym celu do dwóch menzurek o znanej masie odmierzamy po 300 ml piasku i aluminium ( jednakowa objętość). Ważymy napełnione menzurki. Gotujemy wodę o objętości równej objętości piasku i wlewamy do dwóch termosów. Po zamknięciu termosów i odczekaniu 4-5 minut mierzymy temperaturę początkową wody w termosach. Zawartość menzurek wsypujemy osobno do dwóch termosów. Zamykamy termosy i mierzymy termometrami zmianę temperatury. Robimy Następnie robiąc bilans dla zrealizowanych procesów wyznaczamy ciepło właściwe aluminium i piasku.

Układamy równania bilansowe:

bilansujemy

po podstawieniu i wyznaczeniu c otrzymujemy

podstawiając do wzoru otrzymany ciepło właściwe piasku. Tak samo postępujemy

z aluminium.

Podstawiamy wartości, które mam wyszły z doświadczenia

72,5 72,5

63,5 64,0

c 4190 J/kgK =59,7

=62,1 =59,7

=62,1

m 0,300 kg

wyliczone wartości ciepła właściwego

ciepło właściwe piasku

982 J/kgK

ciepło właściwe aluminium

1029 J/kgK

3. Wykres



4. Wnioski:

Ćwiczenie miało na celu wyznaczenie ciepła właściwego piasku i aluminium poprzez bilans temperatur. Cel został osiągnięty ale został obarczony błędem. Wartości ciepła właściwego różnią się od tych z tablic (aluminium 896 J/kgK, piasek ~ 600 J/kgK). Wpływ na wyniki pomiarów miał czynnik ludzki, niedokładność pomiarów, jak również to iż termosy użyte w doświadczeniu wymieniały ciepło z otoczeniem, ponieważ woda stygła. Czas w którym było wykonywane ćwiczenie był ograniczony, temperatura wciąż się obniżała w niewielkim stopniu.