Училищна информация
Обслужване
ЕКСПЕРИМЕНТИ С IP-COACH: ТЕРМИКА
7. МАСОВ ТОПЛИНЕН КАПАЦИТЕТ НА МЕТАЛИТЕ
Физически принцип:
При определяне на масовия топлинен капацитет на твърдо вещество използваме калориметричен метод, който се основава на принципа на топлообмен. При изчисляването трябва да вземем предвид топлинния капацитет на калориметъра С, тъй като освен течната баня (най-често вода), всички компоненти на калориметъра (т.е. съдът, бъркалката, температурната сонда) се нагряват или охлаждат . При измерване калориметърът се напълва частично с вода или друга течност с маса m1 и температура t1, чийто масов топлинен капацитет c1 е известен. Когато в калориметъра вмъкнем твърдо вещество с маса m2, нагрято до температура t2, чийто масов топлинен капацитет трябва да се определи c2, топлината се обменя между тялото и цялата система на калориметъра. Ако топлинните загуби за околната среда са незначителни по време на този обмен, описаният топлообмен ще се опише с уравнението Q = Q1 + Q2 (така нареченото калориметрично уравнение), където Q е топлината, предадена от тялото, Q1 е топлината получена от вода в калориметъра и Q2 е топлината, получена от калориметъра.
Предназначение:
Определете масовия топлинен капацитет на желязото, алуминия и месинга.
Инструменти:
смесващ калориметър, везни, ролки от различни метали, чаша, стъклени топчета, вода, готварска печка, клещи за прехвърляне на ролки, две температурни сонди, микрокомпютър с конвертор и измервателен панел, програма IP COACH
Подготовка:
Определяме топлинния капацитет на калориметъра. Претеглете, за да определите теглото на калориметъра със запушалката и теглото на металния цилиндър, чийто масов топлинен капацитет ще определим. Поставяме ролката в калориметъра и наливаме вода, така че да е напълно потопена и количеството вода да е възможно най-малко. След това го отстраняваме и го оставяме да се нагрява в съд с вряща вода, в който на дъното има стъклени топчета. Претеглете калориметъра с вода и запушалка едновременно. Увеличаването на теглото на калориметъра след добавянето на вода е равно на теглото на водата в калориметъра. Поставете температурна сонда, свързана с канал 1 на измервателния панел, който е монтиран в капака на калориметъра, в калориметъра. Свържете втора сонда към канал 2, за да измерите температурата на ролката, преди да я поставите в калориметъра. Каналите 1, 2 са калибрирани за измерване на температурата и времето за измерване е настроено на 500 s.
Изпълнение:
Нека започнем измерването на температурата. След 150 секунди извадете ролката от водата, изсушете я бързо и я поставете в калориметъра. Тъй като температурата на водата в калориметъра, която се измерва непосредствено преди поставянето на ролката в калориметъра, е важна за изчисленията, ние вкарваме ролката, така че датчика за температура 1 да е потопен. Докато разбъркваме водата в калориметъра, ние следим температурата на монитора и след като тя се стабилизира, приключваме с измерването. Записваме резултатите на диск.
Фиг. 1-4 Графика на температурната зависимост на 100g вода, 200g и 300g от количеството доставена топлина.
Забележка:
Можем да използваме термос вместо калориметър, просто трябва да бъдем много внимателни, за да не го счупим.