|
||||||||||||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Экспериментальная установка и методика измерений. Для экспериментального определения теплоемкости в данной лабораторной работе используется калориметрический методДля экспериментального определения теплоемкости в данной лабораторной работе используется калориметрический метод. Калориметр представляет собой латунный корпус с коническим отверстием, куда вставляется исследуемый образец. На наружной поверхности корпуса в специальных пазах размещается нагревательная спираль. Калориметр закрывается теплоизолирующей крышкой. После окончания эксперимента образец можно вытолкнуть из калориметра с помощью винта. Для удаления нагретого образца из калориметра используется специальная рукоятка. Температура калориметра измеряется цифровым термометром, датчик которого находится в корпусе калориметра. Нагревательная спираль калориметра соединена с источником питания, мощность которого устанавливается регулятором «Нагрев». Напряжение и ток в цепи нагревателя измеряются вольтметром и амперметром. Секундомер приводится в действие при включении питания приборного блока. Схема экспериментальной установки приведена на рис. 3.2.
Энергия, выделяющаяся при прохождении электрического тока за время , расходуется на нагревание образца и калориметра. Количество теплоты, выделяемое нагревателем, на основании закона Джоуля-Ленца и закона сохранения энергии определяется формулой: , (3.10) где – ток через нагреватель, U – напряжение на нагревателе, t – время нагрева калориметра с образцом; и – массы калориметра и исследуемого образца; и – удельные теплоемкости калориметра и исследуемого образца; – потери тепла.
Рис. 3.2. Лабораторная установка для определения теплоемкости твердых тел: 1, 2 – измерительные блоки; 3 – подставка; 4 – калориметр; 5 – образцы; 6 – датчик температуры
Для исключения из расчетов количества теплоты, расходуемой на нагрев калориметра и потерь теплоты в окружающее пространство, необходимо при той же мощности нагревателя нагреть пустой калориметр (без образца) от такой же начальной температуры на такую же величину . Потери тепла в обоих случаях будут практически одинаковыми (). . (3.11) Вычитая уравнение (3.11) из уравнения (3.10), получаем: . (3.12) Это уравнение может быть использовано для определения теплоемкости материала. Построим график зависимости разности времени нагрева калориметра с образцом и времени нагрева пустого калориметра от изменения температуры при нагреве. Угловой коэффициент этого графика позволяет определить удельную теплоемкость образца. Для определения молярной теплоемкости необходимо воспользоваться формулой: , (3.13) где – молярная масса исследуемого вещества. Данные для образцов, используемых в данной работе, приведены в табл. 3.1. Таблица 3.1 Массы и молярные массы лабораторных образцов
Эксперимент осуществляется в следующем порядке. 1. Включите установку тумблером «Сеть». 2. Пустой калориметр плотно закройте крышкой. Включите тумблер «Нагрев». С помощью регулятора «Нагрев» установите необходимое напряжение в сети. Запишите значения тока и напряжения на нагревателе. 3. При температуре 0 С включите отсчет времени. Сделайте 7-10 измерений времени нагрева пустого калориметра через интервал 10 С. 4. Выключите тумблер «Нагрев», откройте крышку и охладите калориметр до начальной температуры . 5. Поместите в калориметр один из исследуемых образцов, взятый по указанию преподавателя. Плотно закройте крышку калориметра и подождите 3 мин для того, чтобы температуры калориметра и образца сравнялись. 6. Включите нагреватель калориметра, установив такое же напряжение в цепи, как и при нагреве пустого калориметра. 7. Включите отсчет времени при той же начальной температуре . Сделайте 7-10 измерений времени нагрева калориметра с образцом через интервал 10 С. 8. Регулятор «Нагрев» установите в крайнее левое положение, выключите тумблер, откройте крышку калориметра. Для удаления образца из калориметра винт вращайте вправо, после чего с помощью рукоятки выньте нагретый образец. Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.003 сек.) |