Лаб. 1

1. От чего зависит количество поглощенной (выделенной) теплоты?

Количество поглощенной (выделенной) теплоты зависит от массы тела и разницы начальной и конечной температур.

2. В чем смысл уравнения теплового баланса?

Смысл уравнения теплового баланса состоит в том, что если в изолированной системе тел не происходит никаких превращений энергии кроме теплообмена, то количество теплоты, отданное телами, внутренняя энергия которых уменьшается, равно количеству теплоты, полученному телами, внутренняя энергия которых увеличивается.

8. Определите и запишите в таблицу изменение температуры тёплой воды $Δt_2 = t_3-t_2.$

$Δt_2 = t_3 = t_1$
$Δt_2 = 40 - 63$
$Δt_2 = -23$

9. Определите и запишите в таблицу изменение температуры хо­лодной воды $Δt_1 = t_3 - t_1$.

$Δt_1 = t_3 = t_1$
$Δt_1 = 40 - 15$
$Δt_1 = 25$

10. Определите массы холодной $m_1$ и теплой $m_2$ воды.

$m = S · V$;
$V_1 = V_2 = 100$ мл $= 0,1$ л $= 10^{-4}$ м$^3 = 0,0001$ м$^3$;
$S = 1000$ км/м$^3, m = 0.0001$ м$^3 · 1000$ кг/м$^3 = 0,1$ кг.

Значения $V_1$, $V_2$ объемов и масс $m_1$, $m_2$ холодной и теплой воды занесите в таблицу.

11. Рассчитайте и запишите в таблицу количество теплоты, отдан­ное теплой водой $Q_2 = cm_2Δt_2$.

$Q_2 = cm_2Δt_2$;

$c = 4200$ Дж/кг°С;

$Q_2 = 4200$ Дж/кг°C $· 0.1$ кг $· (-23$°C$) = -9660$ Дж.

12. Рассчитайте и запишите в таблицу количество теплоты, полу­ченное холодной водой $Q_2 = cm_1Δt_1$.

$Q_2 = cm_1Δt_1$;
$c = 4200$ Дж/кг°С;
$Q_1 = 4200$ Дж/кг°C $· 0.1$ кг $· 25$°C $= 10500$ Дж.

$t_1$, °C $t_2$, °C $t_3$, °C $Δt_2$, °C $Δt_1$, °C $V_2$, м$^3$ $V_1$, м$^3$
15 63 40 -23 25 0,0001 0,0001
15 63 40 -23 25 0,0001 0,0001

 

$m_2$, кг $m_1$, кг $Q_2$, Дж $Q_1$, Дж
0,1 0,1 -9660 10500
0,1 0,1 -9660 10500

13. Сравните модули количеств отданной и полученной теплоты и объясните результат сравнения.

$-9660 < 10500$, т.к. часть энергии идёт на окружающую среду.

14. Ответы на контрольные вопросы.

Ответ:

В опыте масса воды определялась по формуле $m = SV$, где $S = 1000$ кг/м$^3, V = 100$ мл, тогда $m = 1000$ кг/м$^3 · 100$ мл $= 0,1$.

Ответ:

Слой воздуха между стенками колориметра уменьшает отдачу теплоты окружающим телам.

Ответ:

Если взять холодную воду комнатной температуры, то отсутствуют тепловые передачи, т.к. при равенстве температуры нет теплообмена воды с окружающей средой.

Ответ:

Нет. Они не будут равны, т.к. нельзя использовать неравные массы тёплой и холодной воды.

15. Суперзадание

 

Калориметр делает результаты более точными, т.к. при передаче энергии в среду он снижает её (энергии) потерю. Пренебрегать влиянием можно не всегда, а только тогда, когда когда удельная теплоемкость и масса внутреннего стакана калориметра мала по сравнению с массой жидкости, находящейся в калориметре.