Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Nowym Sączu Laboratorium fizyki
Laboratorium: Wyznaczanie ciepła właściwego metali.					Symbol CWM
Rok i kierunek studiów: nnn
Nazwisko i imię		Ocena sprawozdania		Zaliczenie
1. xx
2. vv
3.
Zespół: 4	Grupa laboratoryjna: L2		System studiów (dzienne/zaoczne)
Data wykonania ćwiczenia: nnn	Data oddania ćwiczenia: nn		Data poprawy ćwiczenia:

1. Wstęp teoretyczny

Ciepło właściwe jest to ilość ciepła pobranego przez jednostkę masy danego układu powodująca wzrost temperatury układu o jeden stopień Kelvina (1K).

W układzie SI ciepło właściwe podaje się w dżulach na kilogram razy jeden kelwin (
).

Energia wewnętrzna układu jest równa całkowitej energii układu (zazwyczaj bez energii kinetycznej i potencjalnej układu jako całość). Jej zmiany określa pierwsza zasada termodynamiki. Pierwsza zasada termodynamiki mówi dokładnie, że zmiana energii wewnętrznej układu jest równa sumie ciepła wymienionego pomiędzy układem a otoczeniem oraz pracy wykonanej nad tym układem.

Bilans cieplny jest to zestawienie energii cieplnej (ciepło) dostarczonej do układu oraz energii wykorzystanej użytecznie i straconej.

Ciepło właściwe metali obliczamy ze wzoru:
,

a ciepło właściwe wody obliczamy ze wzoru:

2. Przebieg doświadczenia.

Do kalorymetru (którego bardzo dobrym przybliżeniem jest termos) wlewamy pewną ilość wody o masie m₁ i temperaturze t₁. W naszym przypadku masa wody m₁ = 0,3 kg. W osobnym pojemniku podgrzewamy wodę, aż osiągnie temperaturę wrzenia a następnie wkładamy do tej wody kawałek metalu o masie m₂ mierząc przy tym temperaturę wrzenia wody t₂. Trzymamy ten kawałek metalu we wrzącej wodzie kilka minut, następnie przekładamy go do kalorymetru. Kalorymetr zamykamy i po pewnym czasie, po dokładnym wymieszaniu mierzymy temperaturę końcową wody t₃. Doświadczenie to przeprowadzamy dwa razy dla dwóch rodzajów metali: mosiądzu i aluminium. Wszystkie wyniki notujemy w tabeli przeprowadzając następnie dyskusję błędów.

3. Wyniki doświadczeń.

Ten punkt przedstawia: tabelę z wynikami doświadczenia, opis tabeli oraz obliczenia dotyczące wyznaczenia ciepła właściwego metalu ( w naszym przypadku mosiądzu oraz aluminium) i bilansu cieplnego.

Mosiądz	Nr	R	Cww	m2	m1	t1	t2	t3
						kg	kg	^oC	^oC	^oC
		1	100	4190	0,132	0,300	21,0	97,5	23,4
		2	100	4190	0,132	0,300	22,5	97,0	25,1
	Aluminium	Nr	R	Cww	m2	m1	t1	t2	t3
						kg	kg	^oC	^oC	^oC
		1	100	4190	0,023	0,300	25,0	97,1	25,8
		2	100	4190	0,023	0,300	25,1	97,2	26,3

Opis tabeli:

R - cieplny równoważnik termosu

C_ww - ciepło właściwe wody

m₂ - masa metalu

m₁ - masa wody

t₁ - temperatura wody w termosie

t₂ - temperatura wrzącej wody

t₃ - temperatura wody w termosie po wyjęciu ogrzanego kawałka metalu

Obliczenia do tabeli:

Mosiądz:

Ciepło właściwe mosiądzu jest równe:

Bilans cieplny układu (woda, termos, mosiądz):

Aluminium:

Ciepło właściwe aluminium jest równe:

Bilans cieplny układu (woda, termos, aluminium):

4. Rachunek błędów.

Dane:

∆t = 0,1 °C

∆m₂ = 0,0001 kg = 10^-4 kg

∆m₁ = 0,001 kg = 10^-3 kg

• Rachunek błędów dotyczący wyznaczenia ciepła właściwego mosiądzu:

Zatem ciepło właściwe mosiądzu po uwzględnieniu rachunku błędów jest równe:

Rachunek błędów dotyczący wyznaczenia bilansu cieplnego układu (woda, termos, mosiądz):

• Rachunek błędów dotyczący wyznaczenia ciepła właściwego aluminium:

Rachunek błędów dotyczący wyznaczenia bilansu cieplnego układu (woda, termos, aluminium):

Przy dyskusji błędów należy uwzględnić iż niedokładny pomiar może wynikać z błędnego odczytu przyrządu pomiarowego, błędnego zaokrąglania wyników. Wszystkie te niedokładności zarówno względne jak i bezwzględne mogą się przyczynić niedokładnego pomiaru:

Q, C_wM, t.

---