MICHAŁ IiKŚ
KRAJEWSKI Środa
Ćwiczenie 23
Celem tego doświadczenia jest wyznaczenie ciepła właściwego cieczy metodą ostygania. Ciepło właściwe jest to ilość ciepła potrzebna do ogrzania jednostki masy ciała o jednostkę temperatury. Jednostką ciepła właściwego jest J/(kg*K).
Przy zetknięciu się dwóch lub więcej ciał o różnych temperaturach następuje przepływ ciepła od ciała cieplejszego do ciała zimniejszego. Ciało oddające ciepło obniża swoją temperaturę, a ciało pobierające ciepło-podwyższa. Ciepło jest więc formą enrgii przekazywanej od jednego ciała do drugiego. Temperatura określa stan cieplny ciała. Ilość ciepła Q pobranego przy ogrzaniu ciała od temperatury T1 do T2 (lub oddanego przy jego stygnięciu od T2 do T1) zależy od rodzaju ciała i jest proporcjonalna do jego masy m i uzyskanej zmiany temperatury:
Przebieg doświadczenia:
Pomiary będę przeprowadzał w układzie naczyń przedstawionym na poniższym rysunku. Przestrzeń między naczyniami A i B, stanowiącą osłonę termostatyczną, wypełniłem tłuczonym lodem. Wewnątrz osłony termostatycznej znajduje się metalowe naczynie N, napełnione cieczą o określonej objętości,której temperaturę wskazuje termometr D. Naczynie N stoi na izolujących podpórkach. Mieszadełko M służy do wyrównywania temp. całej objętości cieczy.
Na początku zważyłem na wadze laboratoryjnej naczynie N. Następnie nalałem do niego 120 wody o temperaturze i zważyłem. Z różnicy mas obliczyłem masę wody. Naczynie N wprowadziłem do osłony termostatycznej. Obserwowałem stygnięcie wody i odczytywałem co 30s temperaturę t na termometrze D. Ochładzanie przerwałem gdy temp. obniżyła się o około . W ten sam sposób postąpiłem z badaną cieczą (naftą) z tym, że temp. odczytywałem co 15s.
WODA
|
0 |
30 |
60 |
90 |
120 |
150 |
180 |
|
22 |
18 |
16 |
15 |
14 |
12,6 |
11,4 |
NAFTA
|
105 |
0 |
15 |
30 |
45 |
60 |
75 |
90 |
120 |
135 |
150 |
165 |
|
13,6 |
21,2 |
19,2 |
18 |
17,4 |
15,8 |
15 |
14,5 |
13 |
12,6 |
11,8 |
11,2 |
Na podstawie otrzymanych pomiarów wykreśliłem poniższy wykres stygnięcia wody i badanej cieczy. Z wykresu znalazłem czasy ostygania i dla wybranej różnicy temperatur i .
Z poniższego wzoru obliczyłem ciepło własciwe cieczy dla trzech różnych różnic temperatur.
średnie ciepło właściwe badanej cieczy
- ciepło właściwe wody
masa naczynia N [Kg]
masa naczynia z wodą [Kg]
masa naczynia z cieczą [Kg]
masa wody [Kg]
masa cieczy [Kg]
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nr. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
20 |
15 |
13,5 |
90 |
6 |
71 |
76,5 |
65 |
3752 |
2 |
14 |
12 |
120 |
165 |
91,5 |
145,5 |
45 |
54 |
5298 |
3 |
19 |
16 |
22,5 |
60 |
15 |
56,5 |
37,5 |
41,5 |
4886 |
Rachunek błędów:
wartość średnia pomiarów
Obliczam błąd względny:
Obliczam błąd pojedyńczego pomiaru:
Wnioski:
Wartość ciepła właściwego cieczy jest zależna od: masy własnej, masy wody, temperatury stygnięcia wody i cieczy, a także od ciepła właściwego wody. Ciepło właściwe cieczy rośnie wraz ze wzrostem masy lub ciepła właściwego wody oraz wzrostem czasu swego ostygania. Maleje natomiast wówczas, gdy rośnie jej masa lub czas stygnięcia wody.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|