Laboratorium fizyki |
||
Ćwiczenie nr C4. Wyznaczanie ciepła właściwego ciał stałych. |
||
|
Grupa II |
|
|
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] |
0,25453 |
Δmc |
0,01 |
|
Kalorymetr |
mk[kg] |
0,09186 |
Δmk |
0,01 |
|
Woda |
mw[kg] |
0,22225 |
Δmw |
0,01 |
TEMPERATURA |
Początkowa ciała |
Tc[K] |
351,3 |
ΔTc |
273,1 |
|
Początkowa kalorymetru |
Tw[K] |
298,8 |
ΔTw |
273,1 |
|
Końcowa |
Tk[K] |
304,1 |
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] |
|
ΔCx |
|
Czas [s] |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
Temperatura [K] |
305,2 |
304,7 |
304,4 |
304,4 |
304,3 |
304,2 |
Czas [min] |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Temperatura [K] |
304,2 |
304,2 |
304,1 |
304,1 |
304,1 |
304,1 |
Temperatura mierzona co minutę ( 5 pomiarów) : 303,9K; 303,8K; 303,8K; 303,7K; 303,6K
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
Ocena błędów.
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.
1