Лабораторна робота № 1

1. Тема роботи

Визначення середньої ізобарної теплоємності технічних рідин. ,

2. Навчальна мета роботи

• Поглибити розуміння поняття «теплоємність».

• Ознайомитись з теорією і практикою калориметричного метода ви­значення теплоємності рідин.

• Розвити навички проведення самостійних досліджень.

• Практично визначити середню ізобарну теплоємність технічної рі­дини.

• Поглибити навички аналізу експериментальних результатів.

3. Теоретична частина

Процеси нагрівання або охолодження тіл пов’язані з передачею до них певної кількості тепла. Тепло, що передається тілу при його нагріванні вважаєть­ся позитивним і позначається Q, тепло, що віддає тіло в довкілля при охолодженні вважається негативним і позначається - Q

Температура тіла

зростає

Температура тіла

зменшується

Q - Q

Кількість теплоти яку необхідно передати до тіла при його нагріванні на один градус (або яка передається тілом в довкілля при його охолодженні на один градус) називають теплоємністю тіла. Теплоємність тіла по­значається символом С (Дж/°С]. Для підвищення температури тіла на dT градусів необхідно затратити кількість теплоти dQ . Величина, що описується співвідношенням

і визначає теплоємність тіла. Теплоємність тіла є екстенсивною величи­ною тому що вона пропорційна масі тіла. Теплоємність тіла є адитивною величиною тому що загальна теплоємність тіла дорівнює сумі теплоємнос­тей складових речовин.

У випадку, коли нагрівання речовин проводять при постійному об'ємі системи (V=const), тепло, яке надається системі - йде на збільшення внутрішньої енергії U складових речовин. Такий процес нагрівання харак­теризується ізохорною теплоємністю :

У випадку, коли нагрівання речовин проводять при постійному тиску в системі (Р=соnst), тепло яке надається системі йде на збільшення ентальпії Н складових речовин. Такий процес нагрівання характеризуєть­ся ізобарною теплоємністю Ср.

В загальному випадку для кожної речовини завжди виконується співвідношення:

C_p>C_v

тому, що при постійному тиску частина підведеного тепла витрачається на роботу теплового розширення системи.

Теплоємність, віднесену до одиниці маси речовини називають пито­мою теплоємністю речовини. Тобто, питома теплоємність речовини визначає кількість теплоти, яку необхідно передати до одного кілограму ре­човини для її нагрівання на один градус (або яка передається речовиною в довкілля при її охолодженні на один градус).

Питома теплоємність речови­ни позначається символом С [Дж/(кг°С)]. Вона залежить від природи речо­вин, їх агрегатного стану та температури. Питома теплоємність речовини, виміряна в певному темпе­ратурному інтервалі, називається середньою питомою теплоємністю речовини в цьому температурному інтервалі. Середні питомі теплоємності деяких технічних речовин і матеріалів при температурі t = 20°С наведені в таблиці 1.1.

Речовина (матеріал)	Сp [Дж/(кг°С)]	Речовина (матеріал)	Сp [Дж/(кг°С)]
Алюміній Мідь	900 390	Повітря	1000
Мідь	390	Вода	4190
Сталь	450	Бензин Б-70	2060
Скло	840	Гліцерін	2350
Резина	1100	Керосин Т-1	2000
Гіпс	1050	Мазут	2180 2180
Червона цегла	880	Масло ВМ-4	1440
Важкий бетон	770	Масло МС-20	1980
Граніт	650	Масло трансформаторне	1700

Таблиця 1.1. Середні питомі теплоємності деяких речовин, матеріалів і технічних рідин.

Теплоємність є важливою теплофізичною характеристикою речовин і матеріалів. Вона визначає кінцеві температури матеріалів при їх нагріванні, а також характеризує швидкість прогрівання будівельних конструкцій за умов пожежі.