Лабораторная работа № 2 · 8 класс
Измерение удельной теплоёмкости твёрдого тела
Подготовка
Цель и оборудование
Цель работы
Определить удельную теплоёмкость твёрдого тела методом смешения: нагретое тело опускают в калориметр с холодной водой, из уравнения теплового баланса находят c.
Оборудование
- калориметр с водой
- металлические тела (Al, Fe, Cu, Pb)
- нагреватель (кипяток)
- термометр
- весы
Уравнение теплового баланса:
c · m · (T_тела − T_mix) = c_воды · m_воды · (T_mix − T_воды)
Отсюда: c = c_воды · m_воды · (T_mix − T_воды) / [m · (T_тела − T_mix)]
c_воды = 4200 Дж/(кг·°C) · массы в кг · температуры в °C
Что нужно сделать
Ход работы
- Выбери материал тела и его массу m. Запиши температуру нагретого тела T_тела.
- Запиши массу воды в калориметре m_воды и её начальную температуру T_воды.
- Нажми «Опустить в калориметр» — термометр покажет температуру равновесия T_mix.
- Вычисли самостоятельно c по формуле выше и введи в поле. Сравни с табличным значением.
- Повтори с другим телом или другими параметрами. Нужно не менее 3 измерений.
Опыт
Нагрей тело и опусти в калориметр
Тело (металл)
Масса тела m, г:
Начальная температура тела T_тела, °C:
Калориметр (вода)
Масса воды m_воды, г:
Температура воды T_воды, °C:
Тело: T_тела90 °C
Вода: T_воды20 °C
Смесь: T_mix— °C
c_табл (материала)920 Дж/(кг·°C)
Вычисления
Найди удельную теплоёмкость
c_воды = 4200 Дж/(кг·°C). Все массы переводи в кг (÷ 1000).
Дж/(кг·°C)
Результаты
Таблица измерений
| № | Материал | m, г | T_тела, °C | m_воды, г | T_воды, °C | T_mix, °C | c_вычисл, Дж/(кг·°C) | c_табл, Дж/(кг·°C) | Δ, % |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Пока нет записей | |||||||||
Погрешность в реальном опыте 5–15% — из-за потерь тепла в стенки калориметра, термометр и воздух. Если Δ < 15% — опыт удался!
Обработка результатов
Сравнение с табличными значениями
Разные металлы по-разному «накапливают» тепло. Свинец — плохо (c=140), алюминий — хорошо (c=920). Чем выше удельная теплоёмкость, тем медленнее нагревается и остывает тело при одинаковом подводе тепла.
Отчёт
Готовый отчёт
Сделайте не менее 3 измерений (разные материалы или параметры) — затем распечатайте.
Проведите измерения, чтобы сформировать отчёт.