Выполнение работы

Перед выполнением работы внимательно изучите с экспериментальную установку, состоящую из измерительной ячейки и измерительного блока. На передней панели измерительного блока (рис.4) расположены цифровые вольтметр, милливольтметр и секундомер, тумблеры «Сеть», «Время» и «Нагрев», переключатель «Режим измерений», кнопка «Сброс», устанавливающая нулевое значение на секундомере.

Рис.4 Передняя панель измерительного блока

До проведения измерений внесите в конспект значения сопротивлений ив цепях нагревателя и термометра соответственно, сопротивлениетермометра приt = 0C, которые приведены на рабочем месте для каждой установки. Для записи результатов измерений подготовьте следующую таблицу.

Таблица 2

№№	Время, с	Uт, мВ (переключатель в положении 3)	Uтт, мВ (переключатель в положении 2)	Uнт, мВ (переключатель в положении 1)	Uн, В
1	0
2	100
3	200
и т.д.

Перед включением установки (тумблер «Сеть») необходимо установить в положение «Выкл» тумблеры «Нагрев» и «Время». После включения установки показание вольтметра и секундомера должны быть нулевыми. Устанавливая переключатель «Режим измерений» в положения 3 и 2 измерьте U_тиU_тти заносите их в таблицу. Затем включается секундомер и измеренияU_тиU_ттповторяются с интервалом 100 с. Для повышения достоверности снимаемых данных при подходе к очередной временной отметке в первую очередь измеряют напряжение на термометре, поскольку именно этой величина определяется изменение температуры. Хотя токиI_тиI_нзадаются источниками стабильного тока, их значения, а также напряжениеU_ннеобходимо контролировать в процессе проведения эксперимента.

Проведя измерения для 15 ÷ 20 временных отметок, определяющих начальный температурный ход, в момент времени, который соответствует последней из них и должен быть записан в конспект, с помощью тумблера «Нагрев» включается питание нагревателя. На вольтметре высвечивается показания, соответствующие U_н. Нагрев рекомендуется проводить в течение 600800 с, т.е. снять при нагревании 6 ÷ 8 точек, выполняя необходимые измерения. После этого нагрев выключается в момент времени, соответствующий одной из временных меток, которую также следует записать. Далее следует продолжить измерения величин, определяющих температурных ход после нагрева, снимая показания приборов для 15 ÷ 20 точек с интервалом 100 с.

В процессе обработки результатов эксперимента для каждой временной отметки рассчитывается температура образца по измеренным значениям U_т,U_тт, известным величинамR_ттиR₀(формула (3)) и строится график зависимости температуры от времени. Разность температур ΔТ, как говорилось выше, определяется путем линейной экстраполяции температурных ходов до и после нагрева к моменту времени, соответствующему середине нагрева. Количества переданного образцу тепланаходится по формуле (2), используя измеренные значенияU_н,U_нт, известное значение сопротивленияR_нти время нагрева τ. На основе вычисленныхи ΔТрассчитывается молярная теплоемкостьобразца по формуле (4).

Для упрощения процедуры нахождения и повышения точности вычислений в работе предусмотрена компьютерная обработка данных. При обращении к соответствующей программе на экране монитора высвечивается таблица, аналогичная таблице 2, а также ячейки, в которые заносятся параметры установки. После ввода результатов измерений методом наименьших квадратов осуществляется линейная интерполяция температурных ходов до и после нагрева, расчет ΔТи молярной теплоемкости образцас_, которая сравнивается с величиной 3R, соответствующей закону Дюлонга и Пти.