Шкільна інформація
Обслуговування
ЕКСПЕРИМЕНТИ З IP-ТРЕНЕРОМ: ТЕРМІКА
7. МАСОВА ТЕПЛОМОЖНІСТЬ МЕТАЛІВ
Фізичний принцип:
Визначаючи масову теплоємність твердої речовини, ми використовуємо калориметричний метод, який заснований на принципі теплообміну. При розрахунку ми повинні враховувати теплоємність калориметра С, оскільки, крім рідкої ванни (найчастіше води), всі компоненти калориметра (тобто посудина, змішувач, зонд температури) нагріваються або охолоджуються. При вимірюванні калориметр частково заповнюється водою або іншою рідиною масою m1 і температурою t1, масова теплоємність c1 якої відома. Коли ми вставляємо в калориметр тверду речовину масою m2, нагріту до температури t2, масова теплоємність якої повинна бути визначена c2, тепло обмінюється між тілом і цілою калориметричною системою. Якщо під час цього обміну теплові втрати навколишнього середовища незначні, описаний теплообмін буде описаний рівнянням Q = Q1 + Q2 (так зване калориметричне рівняння), де Q - тепло, що передається тілом, Q1 - тепло одержувана водою в калориметрі, а Q2 - теплота, одержувана калориметром.
Призначення:
Визначте масову теплоємність заліза, алюмінію та латуні.
Інструменти:
змішувальний калориметр, ваги, ролики з різних металів, склянка, скляні кульки, вода, плита, плоскогубці для перенесення роликів, два температурні зонди, мікрокомп'ютер з перетворювачем та вимірювальною панеллю, програма IP COACH
Підготовка:
Визначаємо теплоємність калориметра. Зважуючи, ми визначаємо вагу калориметра з пробкою та вагу металевого балона, теплоємність якого ми визначимо. Вкладаємо валик в калориметр і заливаємо водою так, щоб він повністю занурився і кількість води було якомога менше. Потім ми виймаємо його і даємо нагріватися в посудині з окропом, в якій на дні є скляні кульки. Одночасно зважте калориметр з водою та пробкою. Приріст маси калориметра після додавання води дорівнює вазі води в калориметрі. Вставте в калориметр температурний зонд, підключений до каналу 1 вимірювальної панелі, який встановлений у кришці калориметра. Підключіть другий зонд до каналу 2 для вимірювання температури ролика перед тим, як вставити його в калориметр. Канали 1, 2 відкалібровані для вимірювання температури, а час вимірювання встановлений на 500 с.
Реалізація:
Почнемо вимірювання температури. Через 150 секунд вийміть валик з води, швидко висушіть і вставте в калориметр. Оскільки температура води в калориметрі, яка вимірюється безпосередньо перед введенням ролика в калориметр, є важливою для розрахунків, ми вставляємо ролик так, щоб температурний зонд 1 був занурений. Помішуючи воду в калориметрі, ми контролюємо температуру на моніторі і після її стабілізації закінчуємо вимірювання. Результати ми зберігаємо на диск.
Фіг. 1-4 Графік температурної залежності 100г води, 200г та 300г від кількості поданого тепла.
Примітка:
Ми можемо використовувати термос замість калориметра, просто треба бути дуже обережним, щоб не зламати його.