Порядок виконання II етану роботи

У даній роботі теплоємність досліджуваної речовини вимірюється методом порівняння з відомою теплоємністю води. Установка (Рис. 10.3.) складається з двох однакових калориметрів, один з яких заповнений досліджуваною рідиною, наприклад, трансформаторним маслом, інший - водою. У кожний калориметр за-нурені однакові калориметричні нагрівачі, опір яких однаковий. Тому при послідовному з'єднанні спіралей і відповідно до закону Ленца-Джоуля, в них виділяється однакова кількість тепла. Для вирівнювання температури у всьому об'ємі рідини в кожному калориметрі є мішалка.

Нехай: т - маса досліджуваної рідини у першому калориметрі (трансформаторне масло), кг; т₁ - маса води у другому калориметрі, кг; ω - водяний еквівалент 1-го калориметра, кг; ω₁ - водяний еквівалент ІІ-го калориметра, кг; С_х - питома теплоємність трансформаторного масла,

4

Рис. 10.3. Установка для визначення теплоємності рідини.

1-термометр; 2-електронагрівач; 3- мішалка; 4-калориметр;5-термостат;

6- кожух; А - амперметр; У - вольтметр;U - джерело живлення.

С₁ = 4187 - питома теплоємність води; t - початкова температура І-го калориметра (трансформаторного масла), °С; t₁ - початкова температура ІІ-го калориметра (води), °С.

Кількість теплоти, отримана І-им калориметром від нагрівача:

. (10.14.)

За цей час ІІ-й калориметр отримує тепло:

. (10.15.)

Враховуючи, що Q₁=Q₂ отримаємо:

. (10.16.)

Водяний еквівалент калориметра ω дорівнює масі води, яка поглинає при нагріванні на один градус таку ж кількість теплоти, яка необхідна для нагрівання на один градус „порожнього" калориметра з мішалкою. Тоді:

(10.17.)

де: - маса калориметра з мішалкою, кг; С₁ =389 - питома теплоємність латуні, із якої виготовлений калориметр і мішалка; V – об’єм зануреної частини термометра (м³), визначається за допомогою мензурки; - теплоємність одиниці об’єму термометра.

Порядок роботи

1. Вивчивши перший етап роботи і засвоївши навички вимірювання і обчислення шуканої величини, переходять до вивчення, а потім до виконання другого етапу роботи.

2. Згідно схеми установки (рис. 10.3.) виконують прямі вимірювання величин: т (маси досліджуваної рідини), т₁ - (маси води); температур t, t₁, Q, Q₁, V (об’єм зануреної частини термометра), І, U.

3. Використовуючи формули (10.16.) і (10.17.) і підставивши в них виміряні величини, обчислюють значення питомої теплоємності.

4. Для зменшення теплообміну з навколишнім середовищем бажано, щоб початкова температура води t₁, буда на 3-4 ⁰С нижче, а кінцева Q₁ на 3-4 ⁰С вище кімнатної.

5. При нагріванні рідини її періодично помішують мішалкою.

6. Відлік температур рідини, що нагріваються, робити через 2 ⁰С і нагрівати їх не вище, ніж на 10 ^оС навколишнього середовища, а потім вимкнути установку і зробити заміри температур рідини, які охолоджуються.

7. За результатами дослідів і проведення розрахунків визначають середнє значення , а також обчислюють похибки вимірювань цієї величини .

8. За формулою визначають дійсне значення питомої теплоємності:

.

9. Результати вимірів і розрахунків заносять до табл. 10.1.

10. Роблять висновки по І і ІІ частині роботи.

11. За формулою (10.2.) обчислюють загальну кількість теплоти, одержану у даному процесі досліджуваною рідиною і водою і пояснюють отриманий результат.

12. За заміряними значеннями температури для води і досліджуваної рі-дини будують функціональну залежність (рис. 10.2.).

13. За формулою (10.13.) обчислюють температуру і знаходять значення (t₂ - t₁)₀ для кожної рідини.

14. За формулою (10.11.) обчислюють значення С_Рх, порівнюють його з результатом (С_х) обчисленим за формулою (10.16.) і роблять висновки.

15. Отримане значення (С_х) порівнюють з табличним і роблять висновки.

Увага: при виникненні ускладнень при знятті показань з приладів установки і її неполадках звертатися до лаборанта або викладача.