instrukcja_C 3.doc

LABORATORIUM  FIZYCZNE I,   Instytut Fizyki UKW – BYDGOSZCZ

Ćwiczenie nr C 3

WYZNACZANIE  CIEPŁA WŁAŚCIWEGO CIAŁ  STAŁYCH.

1. Cel ćwiczenia:

- poznanie podstawowych pojęć i zasad związanych z termodynamiką,

- wyznaczanie ciepła właściwego ciał stałych.

2. Zagadnienia do przygotowania:

- pojęcie ciepła właściwego i pojemności cieplnej ciał stałych,

- przewodnictw cieplne,

- formułowanie bilansu cieplnego z uwzględnieniem pojemności cieplnej kalorymetru.

3. Przyrządy pomiarowe, opis i schemat aparatury, przyjęte oznaczenia.

5

4

1

7

6

3

2

Rys.1. Aparatura pomiarowa: czajnik (1), pojemnik do podgrzewania ciał stałych (2), termometr (3), obudowa kalorymetru (4), kalorymetr (5), badane ciała stałe (6), rękawice ochronne (7). Ponadto: stoper, waga o dokładności 0.01 g.

Przyjęte oznaczenia:

- ciepło właściwe ciała stałego,

- ciepło właściwe wody, cw = 4 200 J kg-1 K-1 ,

- ciepło właściwe kalorymetru, ck = 900 J kg-1 K-1  (Al.) ; = 450 J kg-1 K-1 (stal kw.),

- masa ciała stałego,

- masa kalorymetru ,

- masa kalorymetru z wodą,

- masa wody,

- temperatura początkowa kalorymetru z wodą,

- temperatura początkowa badanego ciała stałego – jest równa temperaturze wody         w czajniku w momencie przenoszenia badanego ciała do kalorymetru,

- temperatura końcowa wody w kalorymetrze z zanurzonym ciałem.

4. Przebieg  ćwiczenia  (pomiarów).

4.1. Zważyć badane ciało ( masa użytego ciała stałego powinna przekraczać 150g).

4.2. Napełnić do pełna czajnik (1) wodą, którą należy doprowadzić do pierwszych oznak          wrzenia. Należy zrobić to z dala od kalorymetru, aby nie zachodziła wymiana ciepła.

4.3. W czasie, gdy woda jest podgrzewana, zważyć pusty i suchy kalorymetr wraz z        pokrywką.

4.4. Wlać do kalorymetru wodę do ½ objętości i zważyć. Obliczyć masę wody .

4.5. Włączyć stoper, zmierzyć temperaturę wody w kalorymetrze . Dokonywać odczytu        temperatury co około15 sek. Wyniki pomiarów zapisywać w kolumnie Temperatura.

4.6. Po zagotowaniu się wody, umieścić badane ciała stałe w pojemniku (2)( pojemnik        z otworami w dnie) i umieścić pojemnik w czajniku (1).

4.7. Po 3 minutach od momentu umieszczenia pojemnika (2) w czajniku zmierzyć        temperaturę wody. Przyjąć, że temperatura ciała stałego w pojemniku jest równa        temperaturze wody w czajniku.

4.8. Ostrożnie wyjąć badane ciało stałe z gorącej wody, otrząsnąć z wody i wrzucić do wody        w kalorymetrze. Zaznaczyć w Tabeli moment wrzucenia.

4.9. Kontynuować pomiar i zapis temperatury wody w kalorymetrze przez około 5 minut

      (nie zapominając o mieszaniu).

5. Tabele pomiarowe i opracowanie wyników.

Tabela