Лаб. 2. Измерение удельной теплоемкости вещества

0. Проверьте себя.

Что выражает удельная теплоемкость?

Ответ: удельная теплоемкость выражает количество теплоты, которое нужно передать единичной массе данного вещества для того, чтобы его температура изменилась на единицу.

Зависит ли удельная теплоемкость от массы вещества, изменения его температуры и рода вещества?

Ответ: да.

1. С помощью мензурки измерьте и влейте в калориметр воду комнатной температуры объемом $150-180$ мл. Измерьте массу m1 воды. Значения объема и массы запишите в таблицу.

$m = 1$ г/см$^3 · 180$ мл $= 180$ г.

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

5. Вычислите и запишите в таблицу изменение температуры воды $Δt_1 = t_3 — t_1$.

$Δt_1 = t_3 - t_1 = 21 - 19 = 2$°C.

6. Вычислите и запишите в таблицу изменение температуры ци­линдра $Δt_2 = t_3 — t_2$.

$Δt_2 = t_3 - t_2 = 21 - 98 = -77$°C.

8. По формуле $Q_1 = c_1m_1Δt_1$, где $c_1$ — удельная теплоемкость воды (4200 Дж/кг*С), вычислите и запишите 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.

9. Принимая количество теплоты $Q_1$, полученное водой, рав­ным по модулю количества теплоты $|Q_2|$, отданного металлическим цилиндром, определите и запишите 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

10. Ответы на контрольные вопросы

Какому веществу соответствует измеренное в работе значе­ние удельной теплоемкости?

Будет соответствовать веществу из железа или стали.

Как объяснить расхождение между найденным и табличным значениями удельной теплоемкости вещества цилиндра?

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.

11. Суперзадание

Как, по вашему мнению, 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.