Sprawozdanie z ćwiczenia 5

1.Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie wielkości fizycznej charakteryzującej materiały zwanej ciepłem właściwym (ciepło potrzebne do ogrzania 1kg substancji o 1 stopień . Wymiarem c jest
)

2.Opis metody pomiarowej .

W kalorymetrze o masie
znajduje się woda o masie
i temperaturze T. Po wprowadzeniu do kalorymetru badanego ciała stałego o masie
i temperaturze

, zachodzi wymiana ciepła wewnątrz układu, w wyniku której ustala się temperatura końcowa
obu substancji. Jeśli nie ma wymiany ciepła z otoczeniem, to spełniona jest zasada bilansu cieplnego .Z zasady tej otrzymujemy równanie pozwalające obliczyć ciepło właściwe badanego ciała stałego :

gdzie:

-
-masa kalorymetru

-
-ciepło właściwe kalorymetru

-
-masa wody

-
-ciepło właściwe wody

-T- temperatura wody

-
-temperatura końcowa

-
-masa badanego ciała stałego

-
-temperatura ciała stałego

Temperaturę T i
otrzymujemy po posłużeniu się metodą interpolacji (wyznaczamy z wykresu zależności spadku temperatury w czasie punkty przecięcia ekstrapolowanych krzywych z prostą AB, prostopadłą do osi czasu i przebiegającą w ten sposób, by zakreskowane pola były sobie równe .Temperatury odpowiadające punktom A i B są temperaturami interpolowanymi (A=T, B=
)

3.Realizacja ćwiczenia

-ważymy badane materiały oraz naczyńko kalorymetru

-napełniamy naczyńko wodą do połowy i ważymy aby obliczyć masę wody

-wstawiamy naczyńko do osłony termicznej i ogrzewamy wodę do około 50 stopni C

-zdejmujemy pokrywkę z grzałką i przykrywamy naczyńko pokrywą z opornikiem

-przez około 3 minuty notujemy temperaturę w naczyńku

-wsypujemy badane ciało stałe

-notujemy skok temperatury

-przez około 5 min notujemy temperaturę co 30 s

-powyższe czynności powtarzamy dla drugiego ciała stałego

4.Opracowanie wyników

a)Zależność spadków temperatury w czasie dla 1 ciała

b)z wykresu wyznaczamy temperatury T=46 [ C] i
=45,5 [ C]

c)korzystając z zależności
obliczamy ciepło właściwe badanego ciała :

-dane do wzoru:

=0,096 kg ,
=896
,
=0,186 kg ,
=4186
, T=46 C ,
=45,5 C ,

=0,045 kg ,
=25 C

-po podstawieniu wartości otrzymujemy wynik:

=153 [
]

d) porównanie otrzymanego wyniku z wartością tablicową:

Wartość tablicowa	Otrzymany wynik
129[ ]	153[ ]

-porównując wynik z wartością tablicową dochodzimy do wniosku, iż badane ciało stałe to ołów.

I) Zależność spadków temperatury w czasie dla 2 ciała:

II) z wykresu wyznaczamy temperatury T=47,5 [ C] i
=45 [ C]

III) korzystając z zależności
obliczamy ciepło właściwe badanego ciała :

-dane do wzoru:

=0,096 kg ,
=896
,
=0,190 kg ,
=4186
, T=47,5 C ,
=45 C ,

=0,220 kg ,
=25 C

-po podstawieniu wartości otrzymujemy wynik:

=412 [
]

IV) porównanie otrzymanego wyniku z wartością tablicową:

Wartość tablicowa	Otrzymany wynik
385[ ]	412[ ]

-porównując wynik z wartością tablicową dochodzimy do wniosku, iż badane ciało stałe to miedź.

5.Dyskusja błędów

Analizując przeprowadzone ćwiczenie dochodzimy do wniosku, iż błędy wynikają z :

-układ nie jest idealnie odizolowany od otoczenia co powoduje rozbieżności w określaniu temperatur,

-zdejmujemy pokrywkę kalorymetru aby włożyć badane ciało stałe co powoduje dodatkowy spadek temperatury wody,

-niedokładności określania temperatury i czasu po wrzuceniu do rozgrzanej wody badanego ciała,

-błąd w przeliczeniu oporności na temperaturę w stopniach,

---