Опис вимірювальної схеми.

Для визначення питомої теплоємності рідини за формулою (9.3) необхідно експериментально знайти значення І, U, τ, m₁, m₂, Δt. Значення питомої теплоємності матеріалу калориметра с₂ беремо з довідкової таблиці.

Схема для вимірювання І, U, τ та Δt показана на рис.9.1.

Нагрівальний елемент (спіраль) 6 занурюється в досліджувану рідину 3, що знаходиться в калориметрі 7. Кінці спіралі підведені до клем, закріплених на кришці калориметра. Паралельно спіралі підключено вольтметр 2, призначений для визначення падіння напруги U на спіралі. Амперметр 3 вимірює струм у спіралі. Температура вимірюється за допомогою термометра 4, який розташований у рідині таким чином, щоб й

Рис.9.1. − Схема для вимірювання І, U, τ та Δt

ого кінець знаходився на рівні спіралі.

Живлення електричного кола здійснюється від мережі через напівпровідниковий випрямляч 1 ВС-24М. Регулятором напруги випрямляча 8 можливо змінити напругу та струм в електричному колі. Відлік часу τ робиться за допомогою секундоміра.

Порядок виконання роботи.

1. Зважити порожній калориметр і визначити його масу.

2. Заповнити калориметр досліджуваною рідиною (вид рідини вказує викладач) і зважити його. Від одержаного результату відняти масу порожнього калориметра, таким чином буде визначена маса рідини m₁.

3. Закрити калориметр кришкою, до клем якої прикріплено спіраль. Зібрати електричне коло у відповідності зі схемою, яка зображена на рис.9.1. Випрямляч BC-24M до перевірки схеми викладачем у мережу не вмикати. Звернути увагу на дотримування полярності при вмиканні вольтметра та амперметра, а також на їх межі вимірювання.

4. Через отвір у кришці калориметра занурити в рідину термометр. Через 20-30 с записати показник t₁ термометра.

5. Після перевірки схеми викладачем підключити живлення схеми за допомогою тумблера, розташованого на випрямлячі. Регулятором напруги 8 установити вказані викладачем значення струму або напруги в колі. Одночасно включити секундомір. При проведенні досліду сила струму у колі повинна залишатися незмінною.

6. Як тільки температура рідини у калориметрі досягне значення, вказаного викладачем, вимкнути струм і зупинити секундомір. Записати час τ, протягом якого тече струм.

7. Зняти кришку калориметра. Перемішати рідину у калориметрі, виміряти її температуру t2. Значення Δt=t₂-t₁.

8. За формулою (9.3) розрахувати значення питомої теплоємності рідини с₁. Значення питомої теплоємності с₂ матеріалу, з якого зроблено калориметр, прийняти рівним:

для скляного калориметра с₂=830Дж/кг·К,

для латунного калориметра с₂=380Дж/кг·К.

9. Усі виміри, вказані у пунктах 1-8, провести на менше трьох разів.

10. Визначити абсолютну Δс₁, та відносну δ (%) похибки. Кінцевий результат записати у вигляді

с₁=<с₁>±Δс₁, δ= %.

Контрольні запитання

1. Що таке питома теплоємність? В яких одиницях вона вимірюється?

2. Сформулювати закон Джоуля-Ленца.

3. Чому при незмінному струмі напруга, вимірювана вольтметром, під час досліду дещо змінюється?

4. Яким чином усуваються похибки досліду, пов’язані з теплопровідністю та випромінюванням?