lab_6

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ и высшего образования РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра общей технической физики

Отчет по лабораторной работе №6

По дисциплине Физика

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема: Определение теплоемкости твердых веществ

Автор: студент гр. СПС-18 ______________ Поникарова Д.О.

(подпись) (Ф.И.О.)

ОЦЕНКА: _____________

Дата:

ПРОВЕРИЛ _доцент _____________ / Ломакина Е.С. /

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2019

Цель работы:

1)Измерение зависимости повышения температуры исследуемого образца в муфельной печи от времени;

2) Вычисление по результатам измерений теплоёмкости исследуемого образца.

Краткое теоретическое содержание

1) Явление, изучаемое в работе: теплообмен.

2) Основной закон: первый закон термодинамики Q = ∆U.

Теплоёмкость тела – это величина, определяемая количеством теплоты, необходимым для нагревания тела на 1° К.

Удельная теплоёмкость - Теплоёмкость, отнесённая к единице массы вещества.

Количество теплоты – энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче.

Температура тела – это мера теплового хаотичного движения частиц составляющих это тела

Термодинамическая система – совокупность макроскопических тел, которые взаимодействуют и обмениваются энергией как между собой, так и с другими телами.

3) Определение теплоемкости тел обычно производится путем регистрации количества тепла Q, полученного телом, и соответствующего изменения температуры этого тела dT. Теплоемкость определяется как:

, где [Q] = Дж, [T] = °К, [C] = Дж/°К

Схема установки

1- муфельная печь; 2 – электронагреватель; 3- вентилятор обдува; 4 – термопара; 5 - цифровой термометр; 6 - регулируемый источник питания; 7 - выключатель нагрева; 8 – таймер.

_{Основные расчетные формулы}

Теплоемкость тела:

где U∙I – мощность нагревателя, [U] = В; [I] = А

∆T – разность конечной и начальной температур, [T] = °К

∆t – промежуток времени, на котором измерялась ∆T, [t] = с.

Теплоемкость образца:

_{Где C – теплоемкость печи и образца, Сп – теплоемкость печи, [С] = [СП] = [С0] = Дж/°K.}

_{Удельная теплоемкость образца:}

_{где m – масса образца. [с0] = Дж/кг∙°К; [m] = кг}

Погрешность косвенных измерений

Результаты измерений и вычислений

Таблица 1

Физ. велич.	t	T1		T2		Сп	C	C0	c0
Ед. изм. № опыта	с	К		К		Дж/°К	Дж/°К	Дж/кг∙	Дж/кг∙ °К
1	30,0	303,8	-1,0	294,5	-3,0	555,6	4000,0	3444,4	861,1
2	30,0	312,1	-1,3	295,9	-3,1	722,9	4285,7	3562,8	890,7
3	30,0	318,8	-1,5	297,2	-3,1	895,5	4615,4	3719,9	930,0
4	30,0	323,9	-1,8	298,6	-3,1	1176,5	4285,7	3109,2	777,3
5	30,0	328,0	-2,0	299,8	-3,2	1463,4	5000,0	3536,6	884,1
6	30,0	331,2	-2,2	301,1	-3,1	1875,0	4615,4	2740,4	685,1
7	30,0	333,7	-2,5	302,3	-3,2	2400,0	5000,0	2600,0	650,0
8	30,0	335,7	-2,7	303,5	-3,2	3000,0	5000,0	2000,0	500,0

Примеры вычислений

Исходные данные: U=100,0 B; I=2,0 A; m=4 кг

_{Погрешности прямых измерений:∆U = 1,0 B; ∆I = 0,01 A; ∆t = 1,0 c;}

_{∆(∆T) = 0,1 °K}

_{Вычисления:}

(Дж/°К)

(Дж/°К)

3)

(Дж/°К)

4)

(Дж/кг∙°К)

5)

6) при t=0

(Дж/°К)

(Дж/°К)

(Дж/°К)

(Дж/кг∙°К)

(Дж/кг)

(Дж/кг∙°К)

Графики зависимостей

При τ = 0

При τ = 0

Результат

(Дж/кг)

(Дж/кг∙°К)

Вывод к работе

В ходе работы была измерена зависимость повышения температуры исследуемого образца в муфельной печи от времени. Также была вычислена по результатам измерений теплоемкость исследуемого образца.

Справочная удельная теплоемкость кирпича равна 880 Дж/кг∙°К. Результаты, полученные в данном опыте примерно совпадают со справочными данными.