Laboratorium fizyki

Ćwiczenie nr C4. Wyznaczanie ciepła właściwego ciał stałych.

IBP

Grupa II

Agnieszka Borkowska

Krzysztof Ignaczak

Marcin Klukowski

28 marca 2001

Ocena:

Celem ćwiczenia było wyznaczenie ciepła właściwego ołowiu .

Ciepłem właściwym nazywamy ilość energii potrzebną do zmiany temperatury jednostki masy substancji (1 kg) o jednostkowy przyrost temperatury (1K).

Jednostką ciepła właściwego w układzie SI jest [c]=J/kg K .

Przebieg ćwiczenia :

Do znajdującej się w kalorymetrze wody został włożony ołów ,który został wcześniej ogrzany do temperatury 74,2 K .Na wskutek wymiany ciepła pomiędzy ciałem o wyższej temperaturze z ciałem o temperaturze niższej . Zakładając że kalorymetr izoluje układ ciał

od wpływów czynników zewnętrznych odpowiedni , a wymiana ciepła zachodzi zgodnie z zasadą zachowania energii można zapisać równanie bilansu cieplnego .

Qo=Qp

gdzie : Qo - energia oddawana przez ołów ,

Qp - energia pobrana przez wodę i kalorymetr .

wzory na odpowiednie ciepła są odpowiednie :

Qo =cx mc (Tc-Tk)

Qw =cw mw (Tk-Tw)

Qk =ck mk (Tk-Tw)

gdzie:Qw - energia pobrana przez wodę

Qk - energia pobrana przez kalorymetr

MASA

Badane ciało

mc[kg]

0,3123

Δmc

1·10-5

Kalorymetr

mk[kg]

0,0927

Δmk

1·10-5

Woda

mw[kg]

0,1638

Δmw

2·10-5

TEMPERATURA

Początkowa ciała

Tc[K]

346,2

ΔTc

273,1

Początkowa kalorymetru

Tw[K]

292,8

ΔTw

273,1

Końcowa

Tk[K]

295,8

ΔTk

273,1

CIEPŁO WŁAŚCIWE

Woda

Cw[J/kg·K]

4185

ΔCw

281

Kalorymetr (Al.)

Ck[J/kg·K]

902,5

ΔCk

273,1

Badane ciało

Cx[J/kg·K]

46,1

ΔCx

276,5

Czas [s]

10

20

30

40

50

60

Temperatura [K]

296,5

276,1

275,6

275,7

275,7

275,7

Czas [min]

1

2

3

4

5

6

Temperatura [K]

292,7

292,8

292,8

292,8

292,8

292,8

cx- ciepło właściwe badanego ciało

cw - ciepło właściwe wody

ck - ciepło właściwe kalorymetru

mc - masa badanego ciala

mw - masa wody

mk - masa kalorymetru

Tc - temperatura ciała

Tk - temperatura kalorymetru

Tw - temperatura wody

................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................

................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

Wnioski :

Wartość jaką otrzymaliśmy wyniosła 138,4 J/kg K jest to wartość zbliżona do wielkości tablicowej , która wynosi 160 J/kg K. Wartość błędu bezwzględnego obliczona za pomocą całki zupełnej wyniosła 21.6 J/kg K. Jest to wartość stosunkowa duża. Na tak duży błąd mogło wpłynąć niezbyt sprawne przekładanie ołowiu z ultratermostatu

do kalorymetru z wodą.

3