fiza c4, SGSP, Fizyka, Fizyka lab, laborki fizyka


Laboratorium fizyki

Ćwiczenie nr C4. Wyznaczanie ciepła właściwego ciał stałych.

Pluton II

Gajewski Tomasz

Gochnio Michał

12 marca 2003

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

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

Masa

Badane ciało

mc[kg]

0.25572

0x01 graphic
c

10-5

Kalorymetr

mk[kg]

0.09188

0x01 graphic
k

10-5

Woda

mw[kg]

0.17937

0x01 graphic
w

10-5

Temperatura

Początkowa ciała

Tc[K]

348,7

0x01 graphic
Tc

0,1

Początkowa kalorymetru

Tw[K]

296,7

0x01 graphic
Tw

0,1

Końcowa

Tk[K]

297

0x01 graphic
Tk

0,1

Ciepło

Właściwe

Wody

cw[J/kg*K]

4200

Kalorymetru

ck[J/kg*K]

Badanego ciała

cx[J/kg*K]

Czas

Temperatura

T1

T2

T3

T4

T5

T6

T7

T8

T9

T10

t

(0C)

27,0

26,5

26,1

25,8

25,8

25,8

25,8

25,8

25,8

25,8

Tabela 2 „Przebieg zmian temperatury cieczy w kalorymetrze po wrzuceniu ogrzanego ciał

3.Obliczenia.

W naszym doświadczeniu ogrzane ciało umieszczamy w kalorymetrze wypełnionym wodą o niższej temperaturze. Ilość energii oddanej przez to ciało, ochłodzone od temperatury początkowej do temperatury końcowej opisać można wzorem:

Q=cx*mc*(Tc - Tk),

Gdzie:

cx to ciepło właściwe

mc to masa ciała

Tc to temperatura początkowa

Tk to temperatura końcowa

Energię pobraną przez wodę opisać można zgodnie z równaniem: Q1=cw*mm*(Tk-Tw)

Gdzie:

cw to ciepło właściwe wody

mw to masa wody

Tw to temperatura początkowa kalorymetru

Tk to temperatura końcowa kalorymetru

Energie pobraną przez kalorymetr wraz z mieszadełkiem obliczyć można korzystając z zależności

Q2= ck*mk *(Tk - Tw).

Gdzie:

mk to masa naczynia kalorymetrycznego wraz z mieszadłem,

ck to ciepło właściwe, z którego wykonany jest kalorymetr;.

Aby obliczyć ciepło właściwe ciała stałego korzystamy z bilansu cieplnego ułożonego dla wymiany energii pomiędzy ołowiem ogrzanym do określonej temperatury, a kalorymetrem napełnionym cieczą o niższej temperaturze, stąd otrzymujemy równanie:

Q=Q1+Q2

A zatem:

cx*mc*(Tc-Tk)=cw*mw*(Tk-Tw)+ck*mk*(Tk-Tw)

Z równania tego otrzymamy:

(cw*mw + ck*mk) * (Tk - Tw)

Cx=-------------------------------------

mc * (Tc - Tk)

Ze względu na postać tego wzoru, możemy mierzyć temperaturę zarówno w skali Celsiusza jak i Kelwina.

Podstawiając wartości liczbowe z tabeli nr1 otrzymujemy:

(4200 J/kg*K * 0.17937 kg + 902.5 J/kg*K * 0.09188 kg)*( 296,7 K - 298.8 K)

Cx=------------------------------------------------------------------------------------------------

0.25572 kg*(348,7 K - 296,7 K)

Cx=132.07 [J/kgK]

Pomiar ciepła właściwego obarczony jest błędem, ponieważ zarówno pomiar masy na wadze elektronicznej, pomiar temperatury jak i wartość ciepła właściwego wody obarczone są błędem.

Stąd błąd w obliczeniu ciepła właściwego ołowiu obliczamy zgodnie ze wzorem:

0x01 graphic
0x01 graphic
cw+0x01 graphic
mw+0x01 graphic
ck+0x01 graphic
mk+0x01 graphic
mc+0x01 graphic
Tc+0x01 graphic
Tw+0x01 graphic
Tk

Wnioski :

Wartość jaką otrzymaliśmy wyniosła 132.07 J/kg K jest to wartość zbliżona do wielkości

tablicowej , która wynosi 160J/kg K. Wartość błędu bezwzględnego obliczona za pomocą

całki zupełnej wyniosła J/kg K. Jest to wartość stosunkowa duża.

Na tak duży błąd mogło wpłynąć niezbyt sprawne przekładanie ołowiu z ultratermostatu

do kalorymetru z wodą.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
C4-7, SGSP, Fizyka, Fizyka lab, laborki fizyka
Laboty krztychu C4, SGSP, Fizyka, Fizyka lab, laborki fizyka
fiza, SGSP, Fizyka, Fizyka lab, laborki fizyka
O3-4gs, SGSP, Fizyka, Fizyka lab, laborki fizyka
laborki J1, SGSP, Fizyka, Fizyka lab, laborki fizyka
C@2, SGSP, Fizyka, Fizyka lab, laborki fizyka
Zeimer, SGSP, Fizyka, Fizyka lab, laborki fizyka
C4, SGSP, Semestr 1, Fizyka, Fizyka lab
J1-1, SGSP, Fizyka, Fizyka lab, laborki fizyka
J1-6, SGSP, Fizyka, Fizyka lab, laborki fizyka
fire, SGSP, Fizyka, Fizyka lab, laborki fizyka
J1-6Krzychu cwiczenia J!, SGSP, Fizyka, Fizyka lab, laborki fizyka
Tabela2, SGSP, Fizyka, Fizyka lab, laborki fizyka
Tabele1i3, SGSP, Fizyka, Fizyka lab, laborki fizyka
laborki O3 GAJOS, SGSP, Fizyka, Fizyka lab, laborki fizyka
laborki J1-jaiczeski, SGSP, Fizyka, Fizyka lab, laborki fizyka

więcej podobnych podstron