Методические указания лабораторных работ по молекулярной физике

Министерство образования Красноярского края

краевое государственное бюджетное профессиональное

образовательное учреждение

КРАСНОЯРСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНО – МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ

Методические указания

Специальность

22.02.02.«Металлургия цветных металлов»

08.02.09 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий»

22.02.06 «Сварочное производство»

профессия

15.01.05 «Сварщик (электросварочные и газосварочные работы)»

13.01.10 «Электромонтёр по ремонту и обслуживанию электрооборудования (по отраслям)»

Красноярск

Пояснительная записка

Каждая лабораторная работа рассчитана на 2 часа и предназначена для всех профессий и специальностей КГБОУ СПО КрИМТ

В методичке в доступной для студентов форме изложен порядок выполнения лабораторной работы, дан теоретический материал по данной теме, указана форма отчета, предполагается, что наличие контрольных вопросов помогает студенту проконтролировать степень усвоения и глубину понимания данного материала. После изучения темы и выполнения лабораторной работы студент должен уметь:

• проводить наблюдения;

• планировать и выполнять эксперименты;

• выдвигать гипотезы и строить модели;

• применять полученные знания по физике для объяснения разнообразных физических явлений и свойств веществ;

• практически использовать физические знания;

• оценивать достоверность естественнонаучной информации

Инструкция по охране труда для выполнения студентами лабораторных работ 3

Содержание отчета 5

Литература 5

Как определить погрешности измерений: 5

Лабораторная работа №1 6

Проверка зависимости между давлением, объемом и температурой данной массы газа. 6

Лабораторная работа № 2 8

Определение влажности воздуха 8

Лабораторная работа № 3 11

Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости 11

Лабораторная работа № 4 13

Определение удельной теплоты плавления 13

Лабораторная работа №5 15

Измерение удельной теплоемкости твердого тела 15

В настоящей инструкции излагаются основные правила по охране труда для студентов, выполняющих лабораторные работы и задания, которые устанавливают основные требования безопасности при работе на лабораторных стендах и персональных компьютерах.

1. Общие требования безопасности

Студенты допускаются к выполнению лабораторных работ только после прохождения инструктажа по охране труда на рабочих местах лаборатории. Проводит инструктаж лицо (преподаватель), ответственное за проведение лабораторных занятий. О результатах инструктажа на рабочем месте производится запись в специальном журнале с обязательной подписью студентов, прослушавших инструктаж и лица, проводившего инструктаж. Форма регистрации инструктажей должна соот­ветствовать ГОСТ 12.0.004-90 системы безопасности труда.

К выполнению очередной лабораторной работы студенты могут приступить только после:

1. изучения соответствующих методических указаний;

2. ознакомления с устройством и правилами использования оборудования, приборов;

3. после прохождения контроля знаний преподавателем, дающих право выполнять ту или иную работу.

При выполнении лабораторных работ и работы на компьютерах возможно воздействие следующих опасных факторов:

• физические загазованность воздуха рабочей зоны, повышенное значение напряжения в электрической цепи (выше малого напряжения 42 В), повышенный уровень электромагнитных излучений;

• психофизиологические (физические перегрузки, нервно- психические перегрузки и др.).

Для устранения и доведения опасных и вредных производственных факторов до безопасных и безвредных величин (ПДК и ПДУ) на лабораторных стендах и компьютерах в лаборатории предусматриваются следующие средства защиты:

1. зануление и автоматическое отключение лабораторных стендов и компьютеров;

2. лаборатория оснащена аптечкой для оказания первой медицинской помощи,

3. в лаборатории предусмотрены огнетушители типа ОХВП—10 или ОУ—8.

При несчастном случае (травме) или признаках отравления, сообщить о случившемся преподавателю, ведущему занятия и оказать пострадавшему первую медицинскую помощь.

Студенты несут ответственность за нарушения правил охраны труда и пожарной безопасности.

Требования безопасности перед началом работы

Проверить исправность всего лабораторного оборудования и компьютеров, надежность крепления всех приборов и компьютеров. Проверить, свободен ли доступ к вводным автоматическим выключателям лабораторий, выключателям и станциям управления электроустановок на рабочих местах. Убрать с рабочего места посторонние предметы

Требования безопасности во время работы

1. На занятиях следует выполнять только ту работу, которая предусмотрена программой эксперимента или заданием преподавателя.

2. Разрешается работать только на исправных компьютерах и лабораторных стендах с исправными измерительными приборами и инструментами. ,

3. Монтаж (сборку) электрических схем производить только при обесточенной аппаратуре. Убедиться в том, что вводные автоматические выключатели лаборатории и автоматический выключатель на лабораторном стенде отключены: Монтажные провода должны иметь надежную изоляцию, хорошо припаянные наконечники.

4. Подавать напряжение можно только на зануленное или заземленное электрооборудование.

5. Во избежание поражения электрическим током касаться руками клемм, неизолированных проводов и других токоведущих деталей категорически запрещается.

6. При возникновении каких-либо неисправностей в работе приборов или оборудования немедленно их выключать, о неисправности сообщить преподавателю.

Требования в аварийных ситуациях

1. Присоединение в схемах производить с разрешения преподавателя только при обесточенном лабораторном стенде.

2. При обнаружении напряжения прикосновения на корпусе электроустановки ее необходимо отключить.

3. При несчастном случае оказать пострадавшему первую медицинскую помощь и сообщить о случившемся лаборанту, преподавателю.

Требования безопасности по окончании работы

1. Выключить электропитание приборов, оборудования. Навести порядок на рабочих местах.

2. Сдать преподавателю или лаборанту справочную, методическую и другую литературу, приборы, инструменты.

Общие правила при выполнении лабораторных работ

1. Приступу к выполнению лабораторных исследований разрешается после проверки собранной схемы преподавателем, который производит пробное включение стенда.

2. По окончании экспериментальной части работы студенты, не разбирая цепи, производят необходимые расчеты и предъявляют их преподавателю. Если какие-либо результаты исследований вызывают сомнения, опыт должен быть повторен. По окончании исследований необходимо снять напряжение, разобрать схему и привести рабочее место в порядок.

3. На основании полученных результатов студенту производят обработку данных с помощью компьютера, т.е. выполняют расчеты, строят диаграммы и оформляют отчет по работе.

• Название работы;

• Цель работы;

• Краткое теоретическое введение;

• Описание установки;

• Таблицы результатов измерений;

• Обработку результатов измерений;

• Вывод.

• Савельев И. В. Курс общей физики

• Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б.«Физика 10», .«Физика 11»

• Дмитриева «Физика»

Выполнение лабораторных работ связано с измерением различных физических величин и последующей обработкой их результатов.

Измерение – нахождение значения физической величины непосредственно средствами измерения.

Прямое измерение – определение значения физической величины непосредственно средствами измерений.

Косвенное измерение - определение значения физической величины по формуле, связывающей ее с другими физическими величинами, определяемые прямыми измерениями.

Введем следующие обозначения:

А, В, С,… - физические величины

А_пр - приближенное значение физической величины, т, е. Значение, полученное путем прямых или косвенных измерений.

ΔА – абсолютная погрешность измерения физической величины.

έ – относительная погрешность измерения физической величины

Δ_и А – абсолютная инструментальная погрешность, определяемая конструкцией прибора (погрешность средств измерения; см. табл. 1).

Δ_оА - абсолютная погрешность отсчета (получившаяся от недостаточно точного отсчета средств измерения), она равна в большинстве случаев половине цене изделия; при изменении времени – цене деления секундомера или часов.

Максимальная абсолютная погрешность прямых измерений складывается из абсолютной инструментальной погрешности и абсолютной погрешности отсчета при отсутствии других погрешностей:

ΔА= Δ_и А+Δ_оА

Абсолютная погрешность измерения обычно округляют до одной значащей цифры (А≈0,17=0,2); численное значение результата измерений округляют так, чтобы его последняя цифра оказалось в том же разряде, что и цифра погрешности (ΔА=10,332≈10,3).

Абсолютные инструментальные погрешности средств измерений

Тема курса: молекулярная физика

1. Цель работы: Проверка объединенного газового закона.

2. Теоретическое введение

Макроскопические величины, однозначно характеризующие состояние газа, называются термодинамическими параметрами газа. Состояние данной массы газа характеризуется тремя макроскопическими параметрами: давлением Р, объемом V и температурой Т.

Если взять определенную массу газа, то при постоянных Р, V и Т газ будет находиться в равновесном состоянии. Когда происходит изменение этих параметров, то в газе протекает тот или иной процесс. Когда процесс в газе заканчивается, то он переходит в новое состояние, а его параметры приобретают новые постоянные числовые значения. Соотношение между значениями тех или иных параметров в начале и конце процесса называются газовыми законами. Газовый закон, выражающий связь между всеми тремя параметрами, называется объединенным газовым законом.

Это уравнение носит название уравнения Клапейрона.

3. Описание установки: укороченный манометр, калориметры, термометр, нагреватель, барометр.

Манометр заполнен машинным маслом. Один конец загнутой трубки закрыт пробкой, а между маслом и пробкой заперт воздух. Давление, которое имеет газ при данной температуре равно сумме давлений атмосферы и масла. При нагревании воздух расширяется и выдавливает масло из колена. По разнице уровней можно судить об изменении давления газа.

4.. Порядок выполнения работы

Лабораторную работу следует проводить, строго соблюдая правила техники безопасности.

4.1. Измерить величину атмосферного давления Р₀ в мм. рт. ст.

4.2. Опустить манометр в стакан с водой комнатной температуры, и дождавшись теплового равновесия, измерить температуру t₁

4.3. Измерить величину разности уровней в манометре h₁

4.4. Измерить объем воздуха в закрытом колене манометра, т.к. V₁=l₁S

S находится по формуле ,

измеряем l₁ – длину столбика воздуха между пробкой и маслом.

4.5. Опустить манометр в стакан с горячей водой, и дождавшись теплового равновесия, измерить температуру t₂

4.6. Измерить величину разности уровней в манометре h₂,

4.7. Измерить объем воздуха в закрытом колене манометра V₂

4.8. Заполнить таблицу

5. Обработка результатов измерений с помощью программы Excel

1. Вычислить Т₁=t₁+273; T₂=t₂+273

2. Вычислить величину давлений воздуха в закрытом колене манометра Р₁=Р₀+h₁g

3. Вычислить величину давлений воздуха в закрытом колене манометра Р₂=Р₀+h₂g

4. Вычислить объем воздуха

5. Вычислить объем воздуха

6. Вычислить с₁= ;

7. Сравнить значение С₁ и С₂,

8. Вычислить погрешности измерения:

1) Вычислить абсолютную погрешность ΔС= С₁ - С₂

2) Вычислить относительную погрешность ε₁ =%

6. Контрольные вопросы

1. Назовите параметры состояния газа

2. Что такое давление газа? Чем оно обусловлено?

3. Объединенным газовым законом?

4. Что называется термодинамическим процессом? Изопроцессом?

5. Сформулировать законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля

6. Вы надули щеки. При этом V и P воздуха во рту увеличивается. Как это согласуется с законом Бойля-Мариотта?

7. Как можно осуществить изотермический, изобарный и изохорный процессы?

8. Дайте качественное объяснение газовых законов на основе молекулярно – кинетической теории

Тема курса: Агрегатные состояния вещества и фазовые переходы

1. Цель работы: Измерить влажность воздуха в классной комнате. Определить количество водяных паров с использованием уравнения состояния.

2. Теоретическое введение. В воздухе практически всегда имеется некоторое количество водяного пара. Содержание водяного пара в воздухе называется влажностью.

Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов и водяного пара. Каждый из газов вносит свой вклад в атмосферное давление, производимое воздухом на находящиеся в нем тела. Давление, которое производил бы водяной пар, если бы все остальные газы отсутствовали, называют парциальным давлением водяного пара. Парциальное давление водяного пара принимают за один из показателей влажности воздуха. Его выражают в единицах давления — паскалях или в миллиметрах ртутного столба

По парциальному давлению водяного пара еще нельзя судить о том, насколько водяной пар в данных условиях близок к насыщению. А именно от этого зависит интенсивность испарения воды и потеря влаги живыми организмами.

Относительная влажность показывает, насколько водяной пар близок к насыщению при данной температуре.

φ=

Влажность воздуха измеряют с помощью специальных приборов.

Психрометр состоит из двух термометров. Резервуар одного из них остается сухим, и он показывает температуру воздуха. Резервуар другого, окружен полоской ткани, конец которой опущен в воду. Вода испаряется, и благодаря этому термометр охлаждается. Чем больше относительная влажность, тем менее интенсивнее идет испарение и тем более высокую температуру показывает термометр, окруженный полоской влажной ткани.

При относительной влажности, равной 100%, вода вообще не будет испаряться и показания обоих термометров будут одинаковы. По разности температур этих термометров с помощью специальных таблиц можно определить влажность воздуха.

Абсолютную влажность воздуха можно определить по точке росы. Точке росы соответствует температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным. Значения P₀, для разных температур даются в спра­вочных таблицах. Таким образом, зная точку росы и температуру воздуха и взяв из таблиц значения P и P₀, можно определить φ

Гигрометр - прибор для определения влажности воздуха. Работа простейшего гигрометра основана на том, что обезжиренный человеческий волос удлиняется при увеличении влажности воздуха.

Если такой волос обернуть вокруг легкого блока, прикрепив один конец его к металлической раме, а к другому подвесить груз, то при изменении длины волоса указатель (стрелка), прикрепленный к блоку, будет двигаться.

Проградуировав предварительно прибор, можно по нему непосредственно определять относительную влажность.

Волосной гигрометр применяют в тех случаях, когда в определении влажности воздуха не требуется большой точности.

3. Описание установки: Психрометр ВИТ-С, пипетка, листы бумаги, спирт, вода, вентилятор (веер), термометр, барометр.

Гигрометр психрометрический ВИТ-С

Руководство по эксплуатации

1. Назначение.

Гигрометр психрометрический ВИТ-С предназначен для измерения относительной влажности и температуры воздуха помещений.

2. Технические данные.

1. Диапазон измерения относительной влажности - от 10% до 100%

2. Диапазон измерения температуры, °С - от 0 до 50

3. Цена деления шкалы термометра - 1°С

В случае разрыва столбика спирта в термометрах, что возможно при транспортировке, для восстановления его целостности необходимо погрузить баллоны термометров в воду с температурой +50±2°С и выдержать их в течение не менее часа.

4.. Порядок выполнения работы

Лабораторную работу следует проводить, строго соблюдая правила техники безопасности.

4.1. Задание 1. Проверка зависимости интенсивности испарения:

4.1.1. Нанесите пипеткой на лист бумаги по капле воды, спирта и наблюдайте за их испарением. Какая жидкость испаряется быстрее?

4.1.2. Нанесите пипеткой по капле спирта на разные листы бумаги и сразу же увеличьте свободную поверхность одной из капель. Для этого расположите один лист бумаги вертикально, чтобы капля растеклась по нему. Наблюдайте за испарением капель. Какая капля испарилась быстрее?

4.1.3. Нанесите пипеткой по капле спирта на ладонь и лист бумаги. Какая капля испарилась быстрее? С чем это связано?

4.1.4. Нанесите пипеткой по капле спирта на два листа бумаги. Один лист отложите в сторону, а возле второго помашите бумажным веером до полного высыхания капли. Какая капля испарилась быстрее? Почему?

4.1.5. Сформулируйте вывод: от чего зависит скорость испарения жидкости.

4.2. Задание 2.

4.2.1. Налить в питатель кипячёную воду.

4.2.2. Дать фитилю пропитаться водой и через 10-15 минут приступить к определению влажности.

4.2.3. Считать показания сухого и увлажнённого термометров.

4.2.4. Определить относительную влажность воздуха таблице.

4.2.5. По мере испарения воды добавить её в питатель.

4.2.6. Заполнить таблицу

5. Обработка результатов измерения с помощью программы Excel

5.1. Рассчитаем массу водяного пара в аудитории, используя формулу Менделеева – Клапейрона ;

5.2. . Давление найдем из формулы ;

5.3. Вычислим абсолютную влажность по формуле , ρ=m/V

5.4. Вычислим молекул по формуле

5.5. Вычислим абсолютную и относительную погрешность

;

, Δρ= ρ_пр·ε

5.5. Записать результат в виде , ρ= ρ_пр± Δρ

6. Контрольные вопросы

1. Дайте определение относительной влажности воздуха.

2. Определяется ли разность показаний термометров психрометра только относительной влажностью или, кроме того, зависит от конструкции прибора?

3. Что называется испарением?

4. Что называется конденсацией?

5. Можно ли определить при помощи психрометра относительную влажность воздуха, температура которого ниже 0⁰С?

6. При кипении жидкости из нее вылетают наиболее быстрые молекулы. Почему же пар не имеет более высокую температуру, чем жидкость?

7. Что такое насыщенный пар?

8. Как объяснить, что динамическое равновесие наступает у разных жидкостей при разной температуре?

Тема курса: Агрегатные состояния вещества и фазовые переходы

1. Цель работы: Определение коэффициента поверхностного натяжения воды методом отрыва капель

2. Теоретическое введение: На поверхности раздела жидкости и ее ненасыщенного пара возникает сила, обусловленная молекулярным взаимодействием граничащих сред.

Каждая молекула, расположенная внутри объема жидкости, равномерно окружена соседними молекулами и взаимодействует с ними, а равнодействующая этих сил равна нулю. Однако в поверхностном слое, толщину которого будем считать равной радиусу молекулярного взаимодействия (~1 нм), вследствие неоднородности окружения на молекулу действует сила R, не скомпенсированная силами со стороны других молекул жидкости. На такую молекулу дей­ствуют силы, составляющие которых в вертикальной и горизонтальной плоскостях различны. Силы в вертикальной плоскости стремятся втянуть молекулу внутрь жидкости. Испытывая одностороннее действие, направленное внутрь жидкости, молекулы поверхностного слоя сжимают жидкость, производя на нее давление, называемое молекулярным.

Силы, действующие в горизонтальной плоскости, стягивают поверхность жидкости. Они называются силами поверхностного натяжения.

Поверхностное натяжение  - это физическая величина, равная отношению силы F поверхностного натяжения, приложенной к границе поверхностного слоя жидкости и направленной по касательной к поверхности, к длине этой границы L

Поверхностное натяжение различно для разных жидкостей и зависит от температуры. Обычно поверхностное натяжение уменьшается с возрастанием температуры и при критической температуре, когда плотность жидкости и пара одинаковы поверхностное натяжение жидкости равно нулю.

3. Описание установки: штатив, шприц на 5 мл, игла для шприца, микрометр (штангенциркуль), стакан с водой.

Под действием силы тяжести вода вытекает из шприца, но у трубки (иглы) маленький диаметр, поэтому силы поверхностного натяжения способны удерживать каплю у основания трубки (иглы) до тех пор, пока сила тяжести не уравновесит силу поверхностного натяжения, после этого капля отрывается.

Коэффициент поверхностного натяжения для капли жидкости в момент её отрыва от конца трубки (иглы) равен , где Ɩ – длина окружности иглы шприца.

Сила F поверхностного натяжения F= F_T; F_T=m_к  g.

Линия, ограничивающая поверхность жидкости - длина окружности шейки капли l = πd, где d – диаметр иглы.

1. Порядок выполнения работы

Лабораторную работу следует проводить, строго соблюдая правила техники безопасности.

4.1. Измерить диаметр иглы микрометром d_тр

4.2. Вставить иглу в шприц и налить в него жидкость.

4.3. Подождать когда уровень жидкости подойдет к отметке, удобной для отчёта.

4.4. Начать отчёт капель.

4.5. V будем находить как разность уровней воды в шприце начала и конца отсчета.

4.5. Отсчёт произвести 3 раза и найти среднее значение массы m_к

4.6. Заполнить таблицу:

5. Обработка результатов измерений с помощью программы Exсel

5.1. Вычислим массу воды в объеме, М= ρV

5.2. Вычислим массу капли воды m_k=M/N, где N – число капель

5.3. Для вычисления коэффициента поверхностного натяжения воспользуемся формулами:

(1)

F=m_кg (2)

l=d (3)

Учитывая формулы (2) и (3) и подставляя их в (1) получим конечную формулу для расчета коэффициента поверхностного натяжения:

5.4. Сравнить полученное значение с табличным. σ_т = 0,073 Н/м

5.5. Вычислим абсолютную и относительную погрешность

Ε=(Δd/d+ΔV/V)*100% =_пр ε

5.6. Записать результат в виде

6. Контрольные вопросы

1. От каких величин зависит коэффициент поверхностного натяжения.

2. Какие ещё существуют методы определения коэффициента поверхностного натяжения

3. Что такое вязкость жидкости.

4. Объяснить явления смачивания и капиллярности

5. Что влияет на массу капли.

Тема: Агрегатные состояния вещества и фазовые переходы

1. Цель работы: Экспериментально определить удельную теплоту плавления льда (λ).

2. Теоретическое введение: При плавлении кристаллического тела вся подводимая к нему теплота идет на увеличение кинетической энергии молекул (разрушается кристаллическая решетка). Потенциальная энергия молекул не меняется, так как плавление происходит при постоянной температуре.

Количество теплоты, необходимое для превращения 1 кг кристаллического вещества при температуре плавления в жидкость той же температуры, называется удельной теплотой плавления λ.

Удельная теплота плавления льда довольно велика: 3,34 • 10⁵ Дж/кг

Для того чтобы расплавить кристаллическое тело массой т, необходимо количество теплоты, равное: Q_пл=λm

Для плавления льда необходимая теплота берется из горячей воды налитой в калориметр

Q_в=с_вm_в (t_в-t_см) отдает теплоту

Это количество теплоты частично идет на плавление льда, на нагрев калориметра и воды получившейся в результате таяния льда

Q_к=с_кm_к (t_см – t_к)

Q_л= λm_л

Q_см=с_в m_л(t_см -0)

На основании закона сохранения энергии мы можем написать уравнение теплового баланса

Q_г= - Q_х

с_вm_в  (t_в-t_см)=с_кm_к  (t_см – t_к) + λm_л + с_в m_л (t_см – t_в)

Из этого уравнения находим искомую величину

λ =(с_вm_в  (t_в-t_см)-с_кm_к  (t_см – t_к) - с_в m_л (t_см – t_в))/ m_л (1)

1. Описание установки: Калориметр, термометр, нагреватель, мерный стакан, весы, разновесы, стакан со льдом.

2. Порядок выполнения работы:

Лабораторную работу следует проводить, строго соблюдая правила техники безопасности.

4.1. Взвесить стакан калориметра (m_к)

4.2. Наполнить калориметр льдом при температуре 0⁰С

4.3. Измерить температуру горячей воды (t_в)

4.4. Отмерить и налить в калориметр 100-150 г горячей воды (m_в)

4.5. Измерить установившуюся температуру (t_см)

4.6. Зная первоначальную массу воды m_в, определить массу льда, как разность масс воды, получившейся в результате таяния льда и массы горячей воды.

4.7. Полученные данные занести в таблицу, составить уравнение теплового баланса.

4.8. Заполнить таблицу

1. Обработка результатов измерений с помощью программы Excel

5.1. Рассчитать удельную теплоту плавления льда по формуле (1)

5.2. Рассчитать погрешности измерений по формулам:

=()*100%

Δλ=λ_пр/100

5.3. Вывод записать в виде λ= λ_пр± Δλ

6. Контрольные вопросы

1.Что называется удельной теплотой плавления

2. Почему плавление происходит при неизменной температуре

3. Почему нет таблицы температуры плавления аморфных тел

4. Карточки № (В13 а,б)

Тема: Агрегатные состояния вещества и фазовые переходы

1. Цель работы: определение удельной теплоемкости твердого тела путем сравнения его с теплоемкостью воды.

2. Теоретическое введение: Берем два тела с разной температурой, в результате теплопередачи температуры тел уравниваются, наступает тепловое равновесие. Условно считая равными количества теплоты отданной одним и полученной другими телами, будем оценивать неизвестную нам удельную теплоемкость.

При опускании нагретого цилиндра в холодную воду, он отдает теплоту Q_ц=с_ц·m_ц (t_ц-t_см)

Это количество теплоты идет на нагрев калориметра и воды в нем

Q_к=с_кm_к (t_см – t_к)

Q_в=с_в m_в(t_см – t_в)

На основании закона сохранения энергии мы можем написать уравнение теплового баланса

Q_г= - Q_х

С_цm_ц  (t_ц-t_см)=с_кm_к  (t_см – t_к) + с_в m_в (t_см – t_в)

Используя это уравнение, найдем удельную теплоемкость цилиндра, учитывая что вода налита в калориметр, а значит у них одинаковая температура t_к= t_в

С_ц =(с_кm_к  (t_см – t_к) + с_в m_в (t_см – t_в))/(m_ц  (t_ц-t_см))

1. Описание установки: калориметр, термометр, цилиндр, нагреватель, динамометр,

2. Порядок выполнения работы

Лабораторную работу следует проводить, строго соблюдая правила техники безопасности.

1. Определить массу калориметра m₃

2. Определить массу цилиндра m₂

3. Налить в калориметр воду массой m₁

4. Измерить температуру воды и калориметра t₁

5. Поскольку в ходе этой лабораторной работы мы имеем дело с твердым телом, возникает вопрос как наиболее точным образом измерить температуру твердого тела с помощью школьного термометра. Для этого можно поступить следующим образом: поместить тело в сосуд с горячей водой на несколько минут, чтобы температуры воды и твердого тела уравнялись, и замерить температуру воды. Таким образом, мы определяем начальную температуру тела перед взаимодействием с водой в калориметре. Опустить цилиндр в горячую воду

6. Измерить температуру воды t₂

7. Опустить цилиндр в калориметр и дождаться наступления теплового равновесия

8. Измерить температуру в калориметре tcm

9. Заполнить таблицу

1. Обработка результатов измерений с помощью программы Excel

   1. Рассчитать удельную теплоемкость цилиндра по формуле:

С_ц =(с_кm₃  (t_см – t₁) + с_в m₁ (t_см – t₁))/(m₂  (t₂-t_см))

5.2. Рассчитать погрешности измерений по формулам:

ΔСц=Сц

5.3. Вывод записать в виде Сц= Сц± ΔСц

6. Контрольные вопросы

1. Что называется удельной теплоемкостью

2. Что называют тепловым равновесием

3. Карточка № (В14 а,б)

2