Лабораторная работа «Измерение удельной теплоемкости твердого тела» 8 класс онлайн-подготовка на Ростелеком Лицей |

Цель лабораторной работы, объект исследования, приборы и материалы

 

Тема сегодняшнего занятия посвящена тому, каким образом можно определить удельную теплоемкость вещества опытным путем, т. е. на практике. Конкретно мы рассмотрим определение теплоемкости на примере твердого тела – металлического (латунного) цилиндра.

 

Цель работы: определить удельную теплоемкость металлического цилиндра.

Объект исследования: латунный цилиндр, подвешенный на нити.

Приборы и материалы: металлический цилиндр на нити (рис. 1), стакан с горячей и стакан с холодной водой (рис. 2), два термометра (рис. 3), весы (рис. 4), калориметр (рис. 5).

Рис. 1. Металлический цилиндр (Источник)	Рис. 2. Стакан с водой (Источник)	Рис. 3. Термометр (Источник)
Рис. 4. Весы (Источник)	Рис. 5. Калориметр (Источник)

 

Ход работы

 

 

1. Поместим металлический цилиндр в стакан с горячей водой и измерим термометром ее температуру. Она будет равняться температуре цилиндра, т. к. через определенное время температуры воды и цилиндра сравняются.
2. Затем нальем в калориметр холодную воду и измерим ее температуру.
3. После этого поместим привязанный на нитке цилиндр в калориметр с холодной водой и, помешивая в нем воду термометром, измерим установившуюся в результате теплообмена температуру (рис.
   6).

 

Рис. 6. Ход выполнения лабораторной работы

 

Обработка данных и вычисление результата

 

 

Измеренная установившаяся конечная температура в калориметре и остальные данные позволят нам рассчитать удельную теплоемкость металла, из которого изготовлен цилиндр. Вычислять искомую величину мы будем исходя из того, что, остывая, цилиндр отдает ровно такое же количество теплоты, что и получает вода при нагревании, происходит так называемый теплообмен (рис. 7).

 

Рис. 7. Теплообмен

Соответственно получаем следующие уравнения. Для нагрева воды необходимо количество теплоты:

, где:

 удельная теплоемкость воды (табличная величина), ;

 масса воды, которую можно определить с помощью весов, кг;

 конечная температура воды и цилиндра, измеренная с помощью термометра,

o;

 начальная температура холодной воды, измеренная с помощью термометра, ^o.

При остывании металлического цилиндра выделится количество теплоты:

, где:

 удельная теплоемкость металла, из которого изготовлен цилиндр (искомая величина), ;

 масса цилиндра, которую можно определить с помощью весов, кг;

 температура горячей воды и, соответственно, начальная температура цилиндра, измеренная с помощью термометра, ^o;

 конечная температура воды и цилиндра, измеренная с помощью термометра, ^o.

Замечание. В обеих формулах мы вычитаем из большей температуры меньшую для определения положительного значения количества теплоты.

Как было указано ранее, в процессе теплообмена количество теплоты, полученное водой, равно количеству теплоты, которое отдал металлический цилиндр:

.

Следовательно, удельная теплоемкость материала цилиндра:

Полученные результаты в любой лабораторной работе удобно записывать в таблицу, причем проводить для получения усредненного максимально точно приближенного результата несколько измерений и вычислений. В нашем случае таблица может выглядеть примерно следующим образом:

Масса воды в калориметре	Начальная температура воды	Масса цилиндра	Начальная температура цилиндра	Конечная температура
, кг		, кг

Вывод: вычисленное значение удельной теплоемкости материала цилиндра .

Сегодня мы рассмотрели методику проведения лабораторной работы по измерению удельной теплоемкости твердого тела. На следующем уроке мы поговорим о выделении энергии при сгорании топлива.

 

Список литературы

1. Генденштейн Л.Э, Кайдалов А.Б., Кожевников В.Б. / Под ред. Орлова В.А., Ройзена И.И. Физика 8. – М.: Мнемозина.
2. Перышкин А.В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
3. Фадеева А.А., Засов А.В., Киселев Д.Ф. Физика 8. – М.: Просвещение.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Интернет-портал «5terka.com» (Источник)
2. Интернет-портал «k2x2.info» (Источник)
3. Интернет-портал «youtube.com» (Источник)
4. Интернет-портал «youtube.com» (Источник)

 

Домашнее задание

1. На каком из этапов проведения лабораторной работы есть вероятность получить наибольшую погрешность измерений?
2. Какими должны быть материалы и устройство калориметра для получения наиболее точных результатов измерений?
3. * Предложите свою методику измерения удельной теплоемкости жидкости.

 

Физика 8 класс Перышкин Лабораторная работа 2 – Рамблер/класс

Физика 8 класс Перышкин Лабораторная работа 2 – Рамблер/класс

Интересные вопросы

Школа

Подскажите, как бороться с грубым отношением одноклассников к моему ребенку?

Новости

Поделитесь, сколько вы потратили на подготовку ребенка к учебному году?

Школа

Объясните, это правда, что родители теперь будут информироваться о снижении успеваемости в школе?

Школа

Когда в 2018 году намечено проведение основного периода ЕГЭ?

Новости

Будет ли как-то улучшаться система проверки и организации итоговых сочинений?

Вузы

Подскажите, почему закрыли прием в Московский институт телевидения и радиовещания «Останкино»?

Привет, приет, ктоможет подсказать Как делать лабу 2 по физике учебник Перышкин 🙂

Лучший ответ

Привет
Измерение удельной теплоемкости  твердого тела

Цель работы: определить удельную теплоемкость металлического цилиндра.
Приборы и материалы: стакан с водой, калориметр, термометр, весы, гири, металлический цилиндр на нити, сосуд с горячей водой.
Ход работы:
1. Нальем в калориметр воду массой 0,120 кг и измерим ее температуру (20°С).
2. Нагреем цилиндр в сосуде с горячей водой. Измерим температуру воды (70°С), и опустим цилиндр в колориметр с холодной водой.
3. Немного подождем и измерим температуру воды в калориметре (ЗО0С).
4. Вытащим цилиндр из калориметра, обсушим его и измерим его массу на весах (0,140 кг).
5. Все результаты измерений занесем в таблицу и рассчитаем удельную теплоемкость металлического цилиндра.
Результаты:

Вычислим удельную теплоемкость металлического цилиндра по формуле с2 =где с2  — удельная теплоемкость металлического цилиндра; с1 = 4200   — удельная теплоемкость воды; m1 – масса воды в калорифере; t – температура нагретой цилиндром воды в калорифере; t1 — температура холодной воды; t2 — масса металлического цилиндра; t2 — температура нагретого металлического цилиндра.

Выводы: Удельная теплоемкость металлического цилиндра равна 878 , что близко к значению удельной теплоемкости для алюминия. Полученное значение несколько меньше табличного, что связано с невысокой точностью приборов и наличием теплообмена.

еще ответы

я не понимаю, откуда там 878 получилось 
 

ваш ответ

Можно ввести 4000 cимволов

отправить

дежурный

Нажимая кнопку «отправить», вы принимаете условия  пользовательского соглашения

похожие темы

Психология

ЕГЭ

10 класс

9 класс

похожие вопросы 5

Когда скорость изменения функции будет наибольшей или наименьшей? Алгебра 10-11 класс Колмогоров Упр 308

 Совсем я в точных науках не сильна) Кто поможет?) Найдите значения аргумента из промежутка [-2; 5], при которых скорость изменения (Подробнее.. .)

ГДЗ11 классКолмогоров А.Н.Алгебра

Приготовление раствора сахара и расчёт его массовой доли в растворе. Химия. 8 класс. Габриелян. ГДЗ. Хим. практикум № 1. Практ. работа № 5.

Попробуйте провести следующий опыт. Приготовление раствора
сахара и расчёт его массовой доли в растворе.
Отмерьте мерным (Подробнее…)

ГДЗШкола8 классХимияГабриелян О.С.

ГДЗ Тема 21 Физика 7-9 класс А.В.Перышкин Задание №476 Изобразите силы, действующие на тело.

Привет всем! Нужен ваш совет, как отвечать…
Изобразите силы, действующие на тело, когда оно плавает на поверхности жидкости. (Подробнее…)

ГДЗФизикаПерышкин А.В.Школа7 класс

16. Расставьте все знаки препинания: укажите цифру(-ы), на месте которой(-ых)… Цыбулько И. П. Русский язык ЕГЭ-2017 ГДЗ. Вариант 13.

16.
Расставьте все знаки препинания: укажите цифру(-ы), на месте которой(-ых)
в предложении должна(-ы) стоять запятая(-ые). (Подробнее…)

ГДЗЕГЭРусский языкЦыбулько И.П.

ЕГЭ-2017 Цыбулько И. П. Русский язык ГДЗ. Вариант 13. 18. Расставьте все знаки препинания: укажите цифру(-ы), на месте которой(-ых)…

18.
Расставьте все знаки препинания: укажите цифру(-ы), на месте которой(-ых)
в предложении должна(-ы) стоять запятая(-ые). (Подробнее…)

ГДЗЕГЭРусский языкЦыбулько И.П.

Для определения удельной теплоемкости данного твердого вещества методом смесей

Удельная теплоемкость определяется как количество теплоты, которое требуется для одного грамма вещества при 1⁰C. Чтобы понять, как определить удельную теплоемкость данного твердого тела методом смесей, нужно прочитать статью полностью.

Основной целью эксперимента является определение удельной теплоемкости твердого тела.

Этот эксперимент является одним из самых известных экспериментов, с которыми студенты могут столкнуться в своей академической жизни. Блестящий эксперимент, который учит основам того, как работает удельная теплоемкость и как именно студенты должны это делать. Студенты должны убедиться, что они читают эту статью очень внимательно. Это потому, что когда студенты обращают внимание на детали эксперимента, только тогда они смогут делать выводы из каждой мелочи, происходящей в ходе эксперимента.

Когда вы проводите всю процедуру эксперимента в своем классе, мы рекомендуем вам носить этот документ каждый раз, когда вы входите в лабораторию. Изучая физику, нужно много заниматься самостоятельно, и мы считаем, что эта статья будет очень полезна для вас, чтобы получить хорошее представление о том, что вы хотите искать и как именно вы должны проводить эксперимент. всякий раз, когда вы выполняете его в лаборатории.

Определение удельной теплоемкости данного твердого тела методом смесей — отличный способ понять детали и принцип работы удельной теплоемкости. Для студентов, у которых, возможно, были сомнения в начале изучения темы, этот эксперимент доказывает, как работает удельная теплоемкость, тем самым проясняя ваши сомнения. Мы рекомендуем вам очень внимательно отнестись к этому эксперименту и задать как можно больше вопросов всякий раз, когда вы сомневаетесь.

Вопросы в обучении делают нас лучшими учениками и лучшими учениками. Они открывают возможности для роста, и это то, что каждый студент должен усвоить и понять. Поэтому очень важно задавать вопросы на протяжении всего эксперимента и убедиться, что вы получаете все знания из него. Веданту желает вам удачи и с гордостью представляет эту подробную статью об эксперименте по определению удельной теплоемкости данного твердого тела методом смесей.

Цель эксперимента:

Для определения удельной теплоемкости данного твердого вещества методом смесей.

The materials which are required:

1. The  Hypsometer

2. The calorimeter

3. The stirrer

4. A lid 

5. A solid which is in small pieces

6. The balance

7. Коробка для гири

8. Два полуградусных термометра

9. Немного холодной воды

Примечание. Убедитесь, что всякий раз, когда вы проводите эксперимент, у вас есть все эти материалы под рукой. Еще одна важная вещь, которую предлагает Веданту, — убедиться, что студенты принимают правильные меры безопасности, находясь в лаборатории, чтобы они могли провести весь эксперимент должным образом и с полной безопасностью.

Определение удельной теплоемкости твердого тела

Для нас очень важно отметить, что в этом эксперименте чем лучше изолирован наш калориметр, тем точнее будут наши результаты. Потеря тепла за счет теплопроводности является основной причиной ошибки в этом эксперименте.

Теория этого теста на удельную теплоемкость основана на сохранении энергии. Тепло — это форма энергии, и в этом случае оно будет передаваться между образцом и водой. Теперь должно быть ясно, насколько удобен этот тест удельной теплоемкости, потому что единственная причина проведения этого эксперимента состоит в измерении изменения температуры воды, которое косвенно связано с изменением теплоты твердого тела.

Теория 

В гипсометре твердое тело равномерно нагревается выше комнатной температуры до фиксированной температуры, а затем добавляется в холодную воду в калориметре.

Потеря тепла = количество тепла, полученное калориметром и водой.

(Изображение скоро будет загружено)

Процедура

1. Поместите два термометра А и В в стакан с водой и запишите их показания. Возьмем один из них (скажем, A) за стандартный и найдем поправку, которую нужно применить к другому, то есть к B.

2. Теперь нам нужно поместить термометр B в медную трубку гипсометра, содержащую мощность данного . Нам нужно налить достаточное количество воды в гипсометр и поставить его на горелку.

3. Взвесьте калориметр с мешалкой и накройте его крышкой на физических весах. Нам нужно это записать.

4. Затем заполните примерно половину калориметра водой, температура которой на 5-8°C ниже комнатной. Теперь нам нужно снова взвесить его и записать.

5. Нагревайте гипсометр в течение примерно 10 минут, пока температура твердого вещества не станет стабильной.

6. Далее нам нужно отметить температуру воды в калориметре. Быстро перенесите твердое вещество из гипсометра в калориметр, затем перемешайте содержимое и запишите конечную температуру смеси.

7. В завершение нужно вынуть термометр А из калориметра и взвесить калориметр с его содержимым и крышкой.

Результат

Удельная теплоемкость данного твердого вещества методом смешения …………кал г ^-1 °C ^-1

Меры предосторожности

1. 90 должным образом покрыть кончик термометра.

2. В гипсометре должно быть достаточно воды.

3. Твердое вещество следует бросать быстро и осторожно.

4. Калориметры, как правило, должны быть отполированы снаружи, чтобы избежать чрезмерных потерь излучения.

5. Температура холодной воды не должна быть ниже точки росы.

Источники ошибок

1. При переносе горячего твердого вещества в калориметр происходит потеря тепла.

2. Некоторое количество тепла может теряться при теплопроводности, конвекции и излучении.

3. Колбы на термометре могут быть недостаточно хорошо погружены в твердое тело.

Удельная теплоемкость твердого тела уже рассчитана ранее.

Теплоемкость твердых тел

Теплоемкость вещества связана с тем, сколько энергии требуется для повышения температуры этого вещества на одну единицу. Это зависит от того, какая часть вещества рассматривается с точки зрения количества энергии, стандартизированного на единицу вещества. Стандартизированной единицей может быть единица массы. Стандартная единица, которая обычно облегчает сравнение между различными веществами, — это количество молей, содержащее число Авогадро, которое составляет 6,025 × 1023 молекул или атомов как единичных молекул.

Теплоемкость на единицу вещества (обозначается C) представляет собой увеличение внутренней энергии вещества U. На единицу повышения температуры обозначается  \[T:C = \frac{∂U}{∂T}\ ]

Мы должны отметить, что площадь поверхности нашего образца зависит от его массы. Чем больше масса нашего образца, тем больше тепла он поглотит, а затем отдаст, а значит, результат будет точнее

Заключение

Мы надеемся, что учащиеся проведут весь эксперимент с учителем, прежде чем выполнять его самостоятельно. Эксперимент направлен на то, чтобы научить вас определять удельную теплоемкость данного твердого тела методом смесей и является очень важной частью идеи и концепции удельной теплоемкости.

Веданту хотел бы подчеркнуть пару моментов: убедитесь, что вы находитесь в безопасности в лаборатории и выполняете все действия со всем необходимым оборудованием, чтобы обеспечить безопасность ваших коллег.

Наконец, мы надеемся, что эта статья смогла разбить все детали простым, но эффективным способом, чтобы вы поняли, в чем заключался весь эксперимент по определению удельной теплоемкости данного твердого тела методом смесей.

Войдите в Веданту и зарегистрируйтесь, чтобы найти лучший учебный материал для подготовки к этой теме определения удельной теплоемкости твердых тел. Вы также можете найти онлайн-сессии профессионального наставничества от лучших учителей здесь. Собирайте знания и укрепляйте свою базу, чтобы набирать больше баллов на доске и на конкурсных экзаменах.

Эксперимент по испытанию на удельную теплоемкость. Надлежащий метод

1.0 Введение

При проведении эксперимента и тщательном следовании надлежащим методам процедуры полученные результаты должны быть относительно точными. Многие эксперименты требуют многократных испытаний и иногда никогда не приводят к полному заключению.

Испытание на удельную теплоемкость, описанное в этой статье, потребовало множества модификаций и повторений для получения убедительных результатов. Полученные результаты были относительно точными даже с учетом модификации использования калориметра, изготовленного из чашек из пенопласта. Часто результаты экспериментов с использованием модификаций могут быть неточными или неубедительными, особенно когда имеется только одна записанная точка данных. В этой статье мы рассмотрим надлежащий сбор и анализ данных.

При использовании надлежащей процедуры для этого домашнего эксперимента маловероятно, что будет достигнута 100% точность из-за непреодолимой природы термодинамики. Следование этому методу может дать точность примерно 80%. Это респектабельная степень точности, которую можно достичь с помощью простого приложения «сделай сам».

2.0 Процедура

Процедура этого эксперимента подробно описана в статье об испытании на удельную теплоемкость. Краткое изложение процедуры изложено ниже.

2.1 Установка

Массу воды отмеряли, заливали в калориметр, вода оставалась там до достижения комнатной температуры. Для получения наиболее точных и читаемых результатов воды в калориметре должно быть столько, чтобы полностью покрыть образец.

Рисунок 1: Калориметр, состоящий из двух пенопластовых чашек и термометра

Стакан, наполненный примерно 300 мл воды, помещали на горячую плиту. Затем образец нержавеющей стали, использованный для целей этого эксперимента, помещали в пробирку и устанавливали на штатив так, чтобы большая часть пробирки была погружена в химический стакан. Пробирку с образцом помещали вертикально, чтобы она не касалась дна или стенок стакана. После того, как пробирка с образцом была помещена правильно; была включена плита.

Рисунок 2: Химический стакан на горячей плите с пробиркой, содержащей образец, погруженный в кипящую воду

Во время начального испытания этого эксперимента использовался твердый цилиндрический образец из нержавеющей стали-316 массой 25,22 грамма весом 25,22 грамма. Использование пробирки для удержания образца в воде (как показано выше) не привело к благоприятным результатам. Такой плохой экспериментальный результат, вероятно, связан с тем, что радиус образца меньше радиуса пробирки. Это дополнительное пространство вокруг образца добавляло изолирующий слой воздуха в пробирку. Этой ошибки можно было бы избежать, если бы образец представлял собой порошок или состоял из более мелких кусочков.

Однако, если в этот момент эксперимента в образец будут внесены изменения, образец будет полностью уничтожен. В течение оставшейся части эксперимента образец удерживался на месте парой изолированных щипцов вместо пробирки. Изменение этого элемента процедуры для остальных испытаний значительно улучшило результаты.

Рисунок 3: Химический стакан на горячей плите с образцом, погруженным в воду и парящим над дном с помощью щипцов

2.2 Подождите

После того, как вода в стакане закипит, рекомендуется подождать примерно 10 минут, чтобы убедиться, что образец равномерно с подогревом. Обратите внимание, что для достижения состояния кипения образец необходимо нагреть до 100 градусов Цельсия.

2.3 Перенос материала

Через 10 минут пробирку отсоединили от штатива и образец перелили в калориметр. Образец должен быть перелит в калориметр безопасно, но быстро, чтобы минимальное количество тепла было потеряно в окружающий воздух. Также очень важно не переливать воду из стакана в калориметр. Если вода из стакана попадет в калориметр, это добавит тепла, не связанного с образцом, и изменит расчетную массу воды.

В первых двух испытаниях этого эксперимента использовался чашечный калориметр из пенопласта. В третьем и четвертом испытаниях чашки из пенополистирола заменили металлическим термосом, чтобы определить разницу в результатах, которую оказал проводящий материал.

Рисунок 4: Калориметр, состоящий из термоса и цифрового термометра

2.4 Запись данных

После того как образец стабилизировался в прилагаемом калориметре, данные с термометра были собраны. Для целей этого эксперимента данные регистрировались каждые 30 секунд. Однако этот эксперимент не зависит от времени, поэтому в зависимости от условий данные можно переупорядочивать через несколько разных интервалов. Данные непрерывно записывались до тех пор, пока температура вещества не начала падать, что свидетельствует о достижении максимально возможной температуры.

Запись температуры через определенные промежутки времени является рекомендуемым вариантом, а не просто ожиданием пика температуры. Постоянное время записи обеспечивает наиболее точные результаты и сводит к минимуму вероятность ошибки.

3.

0 Анализ ваших данных

3.1 Предварительный взгляд

Данные, полученные в результате температурного анализа, были введены в Microsoft Excel (подойдет любая программа). С помощью Microsoft Excel данные были помещены в формат графика для облегчения сравнения между испытаниями. Графики, построенные на основе данных, укажут на любые ошибки, которые могли произойти во время экспериментальных испытаний. Если будут обнаружены ошибки, эксперимент придется повторить, прежде чем продолжить дальнейший анализ.

Приемлемые данные отображают заметную кривую на графике, указывающую на взаимосвязь между температурой и временем. Дополнительные модификации, которые могут быть реализованы для улучшения результатов, могут заключаться в разделении образца на более мелкие части, увеличении массы образца или уменьшении количества воды в калориметре. Все это повлияет на отклонение в разнице температур, показывая более резкие изменения температуры. Увеличение вариации сделало бы результаты более заметными, а расчеты данных также были бы более точными.