skanuj0062

122

^!i ..........'i .............. i i i. i-ii ii itii. Uhl i iikJiiilili JMliii J iii ii . Liii .iii Lii y iii il i ii i: ii i! iii ii i il IliillibjUl

I

- ciepło właściwe wody wynoszące 4186 J/kg-°C, m - masa badanego ciała (kg), t\ - temperatura początkowa wody, kalorymetru z pokrywą i mieszadłem (°C), t₂ - temperatura początkowa badanego ciała (°C), t₃ - temperatura końcowa: wody, kalorymetru i badanego ciała (°C).

Dla każdego z walców pomiar przeprowadzamy kilkakrotnie, zmieniając nieznacznie za każdym razem temperaturę początkową t₂ oraz objętość (a tym samym masę) wody wypełniaj ącą kalorymetr. Wyniki umieszczamy w tabeli 1.

Tabela 1

Lp.	m kg.	mk kg	mr kg	mw kg	t\ °C	h °C	h °C	Cc J/kg -°C
1
2

3.2. Wyznaczanie ciepła właściwego cieczy

Przebieg pomiaru jest podobny do pomiaru ciepła właściwego ciał stałych. Różni się ón tylko tym, że zmienia się rola użytych w doświadczeniu substancji. W doświadczeniu poprzednim znane było ciepło właściwe cieczy (którą była woda), a nieznane ciała stałego. W tym przypadku należy użyć ciała stałego o znanym cieple właściwym i po ogrzaniu zanurzyć je do badanej cieczy znajdującej się w kalorymetrze. Zgodnie z równaniem (3) otrzymujemy, że ciepło właściwe badanej cieczy wyraża się wzorem:

_ (we + iw_tc_t)(f₃-r₂)

^CC    _f    x    3    V*V

gdzie: m - masa ciała stałego (kg), ć- ciepło właściwe ciała stałego (J/kg-°C), m_c - masa‘badanej cieczy (kg), m_k - masa kalorymetru (kg), c_k - ciepło właściwe kalorymetru (J/kg'°C), t\ - temperatura początkowa badanej cieczy i kalorymetru (°C), t₂ - temperatura ciała stałego (°C), t₃ - temperatura końcowa badanej cieczy, ciała stałego i kalorymetru (°C).

Jak poprzednio, wyniki zapisujemy w tabeli 2.

Tabela 2

Lp.	m kg	mk kg	mr kg	mc kg	°C	h °C	h . °C	Cc J/kg -°C
1
2

4. Opracowanie wyników pomiaru

Przebieg i opracowanie ćwiczenia przedstawione powyżej należy uznać za niezbędne minimum pozwalające określić w najprostszy sposób wartości odpowiednich ciepeł właściwych. Aby uzyskać bardziej dokładne wyniki, a przede wszystkim zadać sobie sprawę ze skali popełnianych błędów, nalęży zwrócić uwagę na to, że w opisanych wyżej metodach pomiarowych milcząco uczyniliśmy kilka upraszczających założeń, które jednak w naszych warunkach laboratoryjnych nie są spełnione. Musimy zatem pamiętać, że:

1.    Kalorymetr używany w naszych pomiarach nie jest w pełni odizolowany cieplnie od otoczenia. Oznacza to, że zanurzone ciało oddaje pewną część swojej energii cieplnej, której nie jesteśmy w stanie zmierzyć bezpośrednio. Interesujące na pewno byłoby oszacowanie (za pomocą innych dodatkowych pomiarów) jaką część tej energii tracimy w ten sposób.

2.    Od momentu gdy stwierdzimy, że ciało stałe ma temperaturę t₃ do chwili gdy zanurzymy je w cieczy znajdującej się w kalorymetrze, ciało to przez pewien czas znajduje się w powietrzu, któremu przekazuje swoje ciepło. Ewentualne pomiary obrazujące jak szybko dane ciało traci swoją energię cieplną (poza kalorymetrem) uwzględnią kolejną poprawkę niekontrolowanej utraty ciepła.

3.    Termometr kalorymetru jest również odbiornikiem ciepła. Stąd, w celu otrzymania dokładniejszego wyniku pomiaru należy uwzględnić energię pobraną przez tę część termometru, która zanurzana jest w kalorymetrze. Masa 1 cm³ szkła wynosi średnio 2,5 g, jego ciepło właściwe

831.6    J/kg-°C, zaś masa 1 cm³ rtęci wynosi 13,6 g, a jej ciepło właściwe

138.6    J/kg-°C.