Опыт№3.3 Теплоемкость металлов

Цель работы: с помощью цилиндров, отлитых из алюминия, железа, свинца и латуни, рассмотреть случай, когда разная объемная теплоемкость влияет на то, на сколько проплавят парафин металлические цилиндры.

Оборудование:

1. 4 металлических цилиндра из железа, латуни, алюминия и свинца.

2. Водяная баня с кипящей водой.

3. Пластина из парафина.

Рис.29. Демонстрация опыта

Ход работы

1. Включим водяную баню и нагреем воду до кипения.

2. Погрузим металлические цилиндры в баню.

3. Подождем 3 минуты, пока цилиндры будут нагреваться

4. Затем положим цилиндры на парафиновую пластину.

После всех действий мы будем наблюдать, как цилиндры будут плавить парафин с разной скоростью и на разную глубину. Чем больше количество парафина больше будет выплавлено из-под цилиндров, тем больше объемная теплоемкость этих металлов.

Рис.30. Демонстрация опыта

	железо	латунь	алюминий	свинец
Молярная, Дж/моль*К	25,0	Ср.25,0	24,4	26,4
Удельная, Дж/г*К	0,47	0,38	0,11	0,13
Объемная, Дж/см3*К	3,6	3,3	2,9	1,4

Вывод: глубина проплавления парафиновой пластины напрямую зависит от объемной теплоемкости металла, из которого отлит цилиндр. Железный цилиндр проплавил больше всех, а свинцовый наоборот. Это соответствует табличным данным.

Тесты к лекции №3.

Тест 3.1. Что играет важную роль в термодинамике?

 Работа

 внутренняя энергия

 Температура

 Нет правильного ответа

Тест 3.2. Какая из формул выражает внутреннюю энергию идеального газа?









Тест 3.3. Что определяет данная формула: ?

 молярную теплоемкость

 удельную теплоемкость

 теплоёмкость тела

 нет правильного ответа

_{Тест 3.4. До какой температуры необходимо изобарно нагреть 700 г азота, находящегося при температуре 291 К, чтобы работа расширения газа оказалась равной 41,5 кДж?}

 425 К

 373 К

 491 К

 360 К

Тест 3.5.  5 моль идеального газа нагревают на 10 К так, что температура газа меняется пропорционально квадрату объема газа. Какую работу совершает газ при нагревании?

 75Дж

 104Дж

 135Дж

 207.5Дж

Вопросы к разделу 3 «Основы термодинамики»

1. Что называется термодинамикой?

2. Что такое внутренняя энергия?

3. Чем определяется внутренняя энергия системы?

4. Чему равен механический эквивалент тепла?

5. В каких единицах измеряются теплота и работа?

6. Что называется числом степеней свободы?

7. Сколько степеней свободы имеет одноатомная молекула?

8. В каком движении может участвовать одноатомная молекула?

9. Сколько степеней свободы имеет двухатомная молекула?

10. В каких видах движения может участвовать двухатомная молекула?

11. Сколько степеней свободы имеет трехатомная молекула?

12. В каких видах движения может участвовать трехатомная молекула?

13. Сформулируйте теорему Больцмана-Максвелла.

14. Запишите формулу, определяющую энергию, приходящуюся на каждую степень свободы молекулы.

15. Запишите формулу для расчета внутренней энергии идеального газа.

16. Какие способы измерения состояния (соответственно и внутренней энергии) существуют?

17. Запишите формулу для расчета работы, совершаемой газом при изменении его объема.

18. Запишите формулу для расчета работы при изотермическом процессе.

19. Запишите формулу для расчета работы при изобарическом процессе.

20. Запишите формулу для расчета работы при изохорическом процессе.

21. Перечислите оборудование к опыту 3.1 ««Пушка» на моторе. Изохорический нагрев газа».

22. Сформулируйте вывод к опыту 3.1 ««Пушка» на моторе. Изохорический нагрев газа».

23. Перечислите оборудование к опыту 3.2 «Работа расширения газа».

24. Сформулируйте вывод к опыту 3.2 «Работа расширения газа».

25. Что называется теплоемкостью тела? Запишите формулу.

26. Что называется молярной теплоемкостью? Запишите формулу.

27. Что называется удельной теплоемкостью? Запишите формулу.

28. Запишите формулу для расчета молярной теплоемкости при постоянном объеме.

29. Запишите формулу для расчета молярной теплоемкости при постоянном давлении.

30. Запишите уравнение Роберта-Майера.

31. Запишите формулу для расчета показателя адиабаты через число степеней свободы молекулы.

32. Перечислите оборудование к опыту 3.3 «Теплоемкость металлов».

33. Сформулируйте вывод к опыту 3.3 «Теплоемкость металлов».