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.