I Wstęp teoretyczny do omawianego ćwiczenia

Procesy stygnięcia opisuje prawo Newton, które mówi, że prędkość ostygania ciała jest proporcjonalna do różnicy temperatur między stygnącym ciałem i otoczeniem. Wyraża się to wzorem: , gdzie:

-różnica temperatur w chwili t

-różnica temperatur w danej chwili

t - czas ostygania

a- stała ostygania (zależna od masy i ciepła właściwego cieczy oraz kształtu naczynia).

, gdzie określa wielkość, kształt, rodzaj powierzchni oraz warunki zewnętrzne.

II Wyznaczenie ciepła właściwego badanej cieczy metodą ostygania.

Po porównaniu wzorów na szybkość ostygania wzorca i badanej cieczy możemy obliczyć ciepło właściwe cieczy ze wzoru:

, gdzie

-czas ostygania wzorca i cieczy do danej temperatury

-pojemność cieplna wzorca ( w naszym ćwiczeniu ).W celu wyznaczenia ciepła właściwego cieczy porównujemy szybkość ostygania cieczy i wzorca o zadanej pojemności cieplnej.

III Zasady pomiaru.

1.Wyznaczamy masę badanej cieczy.

2.Wyniki pomiarów wpisujemy do tab. nr 1.

3.Podgrzewamy ciecz i wzorzec do temperatury .

4.Po odłączeniu układu od źródła ciepła dokonujemy pomiaru spadku temperatury w odstępach czasu =30s.

5. Wyniki pomiarów wpisujemy do tab. nr 2.

6. Uzupełniamy tabelę nr 1 o brakujące dane (błąd pomiaru temperatury, błąd pomiaru czasu).

Tabela wyników

t [min]	tw	tc	t [min]	tw	tc	t [min]	tw	tc	t [min]	tw	tc
0,5	59,6	59,9	8	56,2	55,5	15,5	53,1	51,6	23	50,3	48,1
1	59,4	59,6	8,5	55,9	55,2	16	52,9	51,3	23,5	50,1	47,9
1,5	59,1	59,3	9	55,7	55	16,5	52,7	51,1	24	49,9	47,7
2	58,9	59	9,5	55,5	54,6	17	52,5	50,9	24,5	49,8	47,5
2,5	58,7	58,7	10	55,3	54,4	17,5	52,3	50,6	25	49,6	47,3
3	58,4	58,5	10,5	55,1	54,2	18	52,1	50,4	25,5	49,4	47,1
3,5	58,2	58,1	11	54,9	53,9	18,5	51,9	50,1	26	49,3	46,9
4	58	57,8	11,5	54,7	53,6	19	51,8	49,9	26,5	49,1	46,7
4,5	57,8	57,5	12	54,5	53,3	19,5	51,5	49,6	27	49	46,5
5	57,5	57,2	12,5	54,3	53,1	20	51,4	49,4	27,5	48,8	46,3
5,5	57,3	56,9	13	54,1	52,8	20,5	51,2	49,2	28	48,6	46,1
6	57,1	56,6	13,5	53,9	52,6	21	51	49	28,5	48,5	45,9
6,5	56,8	56,3	14	53,7	52,3	21,5	50,8	48,8	29	48,3	45,7
7	56,6	56,1	14,5	53,5	52,1	22	50,6	48,5	29,5	48,2	45,5
7,5	56,4	55,8	15	53,3	51,8	22,5	50,5	48,3	30	48	45,3

IV Wykonanie obliczeń do ćwiczenia.

Wybieramy dwie temperatury ( )i z tablicy pomiarowej odczytujemy czasy ostygania wzorca i badanej cieczy od do . Odczytane wartości podstawiamy do wzoru na ciepło właściwe badanej cieczy:

Obliczenia ciepła właściwego badanej cieczy:

• Przyjmujemy

• czas ostygania wzorca od t₁ do t₂: t_wz= 30 min.=30 60s=1800s

• czas ostygania cieczy od t₁ do t₂: t_c=23 min.=23 60s=1380s

po podstawieniu do wzoru:

otrzymujemy:

Obliczenia błędu bezwzględnego i względnego pomiaru ciepła właściwego:

Dla obliczenia błędu bezwzględnego korzystamy z metody różniczki zupełnej:

t_wz = 30min = 1800sek t_wz = 2sek

t_c = 23min = 1380sek t_c = 2sek

m_c = 0,072613kg m_c = 4mg

C_wz = 270J/K

Obliczanie błędu względnego

VI. Wnioski:

Na podstawie odczytanych podczas prowadzenia ćwiczenia pomiarów, znając pojemność cieplną wzorca, możemy, po podstawieniu do wzoru wyprowadzonego z prawa Newtona, obliczyć ciepło właściwe badanej cieczy. W trakcie wykonywania doświadczenia zauważyliśmy, że badana ciecz odparowuje powodując zmniejszanie się masy, a tym samym powstanie błędu systematycznego. Szacunkowa wartość tego błędu wynosi ok. 0,42%.