Лаб. 2. Измерение удельной теплоемкости вещества

1. Налейте в калориметр $150-180$ мл воды комнатной темпера­туры, измерьте ее массу. Значения объема и массы занесите в таблицу.

$m = 1$ г/см$^3 · 180$ мл $= 180$ г.

2. Вычислите и занесите в таблицу изменение температуры воды $Δt_1 = t_3 — t_1$.

$Δt_1 = t_3 - t_1 = 21 - 19 = 2$°C.

3. Вычислите и занесите в таблицу изменение температуры ци­линдра $Δt_2 = t_3 — t_2$.

$Δt_2 = t_3 - t_2 = 21 - 98 = -77$°C.

4. Достаньте цилиндр из калориметра и, промокнув его фильт­ровальной бумагой, определите на весах и занесите в таблицу значение его массы $m_2$.

5. По формуле $Q_1 = c_1m_1Δt_1$, где $c_1$ — удельная теплоемкость воды, вычислите и занесите в таблицу значение ко­личества теплоты, полученного водой.

$Q_1 = c_1m_1Δt_1$.
$Q_1 = 4200$ Дж/кг·°C $· 0.15$ кг $· 2$°C $= 1260$ Дж.

6. Принимая количество теплоты $Q_1$, полученное водой, рав­ным по модулю количеству теплоты $|Q_2|$, отданному металлическим цилиндром, определите и занесите в таблицу значе­ние удельной теплоемкости вещества цилиндра.

$V$, м$^3$ $m_1$, кг $t_1$, ºC $t_2$, °C $t_3$, °C
0.00015 0.15 19 98 21

 

$Δt_1$, °C $Δt_2$, °C $m_2$, кг $Q_1$, Дж $c_2$, ДЖ/кг·°C
2 -77 0.053 1260 460.1

7. Ответы на контрольные вопросы

Какому веществу соответствует определенное в работе значе­ние удельной теплоемкости?

Будет соответствовать веществу из железа или стали.

Как объяснить расхождение между найденным и табличным значениями удельной теплоемкости?

При теплообмене часть тепла уходит на нагревание стенок калориметра и окружающего воздуха, а также влияют погрешности при определении массы, объёма и температуры, поэтому табличные значения с решениями не совпадают.

К какому результату удельной теплоемкости (заведомо завышенному или заведомо заниженному) приводит используе­мый в работе метод? Почему?

Метод приводит к заведомо заниженному значению, т.к. происходит потеря тепла.

8. Суперзадание

Исследуйте, как влияет на точность полученного результата значение массы взятой для опыта воды?

В холодную воду мы положили цилиндр из кипячёной воды, холодная вода нагрелась и некоторое количество молекул исчезло. Масса воды также уменьшилась.