LABORATORIUM FIZYCZNE
Ćwiczenie C3 WYZNACZANIE CIEPŁA CIECZY ŁATWOPALNYCH METODĄ OSTYGANIA.
Gortak Małgorzata Krysiuk Krzysztof		DSZ-PC1 Gr.2
27.04.2006	Ocena:

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- stala ostygania (zależna od masy i ciepła wlaściwego 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 pojemnosci 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 odstepach czasu =30s.

5. wyniki pomiarów wpisujemy do tab. nr 2.

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

IV Wykonanie obliczeń do ćwiczenia.

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

Obliczenia ciepła właściwego badanej cieczy:

• przyjmujemy

• czas ostygania wzorca od t₁ do t₂: t_wz= 29,5 min.=29,5 60s=1770s

• czas ostygania cieczy od t₁ do t₂: t_c22 min.=22 60s=1320s

po podstawieniu do wzoru:

otrzymujemy:

Obliczenia błędu bezwzglednego i względnego pomiaru ciepła właściwego:

Dla obliczenia błędu bezwzglednego korzystamy z metody rózniczki zupełnej:

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. Dzięki temu, że w końcowym wzorze występuje stosunkowo niewiele zmiennych, błąd bezwzględny pomiaru wynosi poniżej 10%. Możemy powiedzieć, że jest to dosyć dokładny wynik.

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%.

Doświadczenie, które wykonaliśmy potwierdza słuszność prawa Newtona. Wykazaliśmy także, że pojemność cieplna ciała jest odwrotnie proporcjonalna do prędkości ostygania, ponieważ wzorzec, który miał większą pojemność cieplną stygł wolniej od danej cieczy (końcowa różnica temperatur wyniosła ok.2,9⁰C. Wykres zależności temperatury od czasu przedstawia krzywą wykładniczą malejącą. Na wykresie możemy zauważyć, że prędkość ostygania ciała maleje wraz z wyrównywaniem temperatury ciała do temperatury otoczenia. Podczas przeprowadzania doświadczenia pewna ilość cieczy odparowywała powodując minimalne zmniejszenie masy, a tym samym powstanie błędu systematycznego (wartość tego błędu została uwzględniona podczas pomiaru masy cieczy). Należy zauważyć, iż dokładność wyniku doświadczenia będzie tym większa im więcej razy powtórzymy doświadczenie.