- •Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
- •Содержание
- •Введение
- •Рекомендуемая литература
- •Основные положения техники безопасности в лаборатории механики и молекулярной физики
- •Основные этапы выполнения лабораторной работы
- •Правила заполнения отчета
- •Обработка результатов измерений
- •Правила округления физических величин при вычислениях
- •Методика измерения линейных длин с помощью штангенциркуля и микрометра
- •Определение влажности воздуха
- •Краткая теория
- •Порядок выполнения работы
- •Указания к работе
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Определение характеристик влажного воздуха методом I-d диаграмм
- •Краткая теория
- •Порядок выполнения работы
- •Аналитический расчет
- •Графический экспресс-метод
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Краткая теория
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Приборы и принадлежности: закрытый стеклянный баллон с кранами, манометр, насос. Краткая теория
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Определение удельной теплоты паробразования жидкости
- •Краткая теория
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Определение изменения энтропии в замкнутой системе
- •Краткая теория
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Приложение
- •Внесистемные единицы давления:
Порядок выполнения работы
1. Записать в таблицу результатов наблюдений значения удельных теплоемкостей
воды, материала калориметра (алюминий) и материала испытуемого тела из справочной таблицы. Удельная теплоемкость термометра равна стм= 670 Дж/кг·К.
2. Определить массу испытуемого тела и массу термометра взвешиванием на весах и записать в таблицу.
3. Определить массу пустого калориметра (алюминиевый стакан) и массу налитой в него воды взвешиванием на весах, записать в таблицу.
4. Испытуемое тело поместить в стакан с водой и включить нагреватель. После того, как вода закипит, выдержать тело в воде 5 минут до достижения теплового равновесия и измерить температуруТ2воды и испытуемого тела, записать в таблицу.
Вынуть термометр и охладить его до комнатной температуры.
5. Поместить калориметр с водой в полиэтиленовый стакан, что делает систему почти изолированной, т.к. уменьшает теплообмен с внешней средой посредством излучения и теплопроводности. Измерить термометром температуру воды в калориметре Т1, а следовательно, и температуру калориметра, занести ее в таблицу результатов наблюдений.
Оставить термометр в калориметре с водой и держать данную систему подальше от нагревателя.
6. С помощью пинцета быстро переместить нагретое тело из стакана с горячей водой в калориметр с водой и термометром, выждать некоторое время (3-5 минут) до установления теплового равновесия и измерить установившуюся в системе температуруТ0, записать в таблицу.
7. По формулам (9), (10) рассчитать изменение энтропии системы калориметр-вода-тело-термометр. Натуральные логарифмы вычислять до четвертого знака после запятой.
8. По формуле (13) рассчитать установившуюся в системе температуру Т0и в выводах к лабораторной работе сравнить ее с измеренным в эксперименте значениемТ0.
9. По указанию преподавателя опыты по пп. 1-8 провести с другими телами из различных материалов и занести их в таблицу наблюдений.
В качестве тела может быть выбрана и кипящая вода. Ее массу необходимо определить в конце опыта - после измерения установившейся температуры Т0в системе. Для этого определить взвешиванием массу всей системы и вычесть массу калориметра с холодной водой, измеренную в п. 3, и массу полиэтиленового стакана с термометром.
Таблица
Элементы системы |
с,Дж/(кг·К) |
m, 10-3кг |
T1, К |
T2, К |
T0, К изм. |
T0, К рассчит. по ф.(13) |
ΔS, Дж·К-1 |
Калориметр
|
890 |
|
|
- |
|
|
|
Холодная вода |
4190 |
|
- |
| |||
Тело
|
|
|
|
| |||
Термометр
|
670 |
|
- |
| |||
Σ ΔS,Дж·К-1
|
|
|
Справочная таблица
Удельные теплоемкости веществ
| ||||||
Вещество
|
Вода |
Алюминий |
Сталь |
Медь |
Латунь |
Бронза |
С, Дж/(кг·К)
|
4190 |
890 |
467 |
390 |
387 |
377 |