lab_6
.docxПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ и высшего образования РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра общей технической физики
Отчет по лабораторной работе №6
По дисциплине Физика
(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
Тема: Определение теплоемкости твердых веществ
Автор: студент гр. СПС-18 ______________ Поникарова Д.О.
(подпись) (Ф.И.О.)
ОЦЕНКА: _____________
Дата:
ПРОВЕРИЛ _доцент _____________ / Ломакина Е.С. /
(должность) (подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
2019
Цель работы:
1)Измерение зависимости повышения температуры исследуемого образца в муфельной печи от времени;
2) Вычисление по результатам измерений теплоёмкости исследуемого образца.
Краткое теоретическое содержание
1) Явление, изучаемое в работе: теплообмен.
2) Основной закон: первый закон термодинамики Q = ∆U.
Теплоёмкость тела – это величина, определяемая количеством теплоты, необходимым для нагревания тела на 1° К.
Удельная теплоёмкость - Теплоёмкость, отнесённая к единице массы вещества.
Количество теплоты – энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче.
Температура тела – это мера теплового хаотичного движения частиц составляющих это тела
Термодинамическая система – совокупность макроскопических тел, которые взаимодействуют и обмениваются энергией как между собой, так и с другими телами.
3) Определение теплоемкости тел обычно производится путем регистрации количества тепла Q, полученного телом, и соответствующего изменения температуры этого тела dT. Теплоемкость определяется как:
, где [Q] = Дж, [T] = °К, [C] = Дж/°К
Схема установки
1- муфельная печь; 2 – электронагреватель; 3- вентилятор обдува; 4 – термопара; 5 - цифровой термометр; 6 - регулируемый источник питания; 7 - выключатель нагрева; 8 – таймер.
Основные расчетные формулы
Теплоемкость тела:
где U∙I – мощность нагревателя, [U] = В; [I] = А
∆T – разность конечной и начальной температур, [T] = °К
∆t – промежуток времени, на котором измерялась ∆T, [t] = с.
Теплоемкость образца:
Где C – теплоемкость печи и образца, Сп – теплоемкость печи, [С] = [СП] = [С0] = Дж/°K.
Удельная теплоемкость образца:
где m – масса образца. [с0] = Дж/кг∙°К; [m] = кг
Погрешность косвенных измерений
Результаты измерений и вычислений
Таблица 1
Физ. велич. |
t |
T1 |
|
T2 |
|
Сп |
C |
C0 |
c0 |
Ед. изм.
№ опыта |
с |
К |
|
К |
|
Дж/°К |
Дж/°К |
Дж/кг∙ |
Дж/кг∙ °К |
1 |
30,0 |
303,8 |
-1,0 |
294,5 |
-3,0 |
555,6 |
4000,0 |
3444,4 |
861,1 |
2 |
30,0 |
312,1 |
-1,3 |
295,9 |
-3,1 |
722,9 |
4285,7 |
3562,8 |
890,7 |
3 |
30,0 |
318,8 |
-1,5 |
297,2 |
-3,1 |
895,5 |
4615,4 |
3719,9 |
930,0 |
4 |
30,0 |
323,9 |
-1,8 |
298,6 |
-3,1 |
1176,5 |
4285,7 |
3109,2 |
777,3 |
5 |
30,0 |
328,0 |
-2,0 |
299,8 |
-3,2 |
1463,4 |
5000,0 |
3536,6 |
884,1 |
6 |
30,0 |
331,2 |
-2,2 |
301,1 |
-3,1 |
1875,0 |
4615,4 |
2740,4 |
685,1 |
7 |
30,0 |
333,7 |
-2,5 |
302,3 |
-3,2 |
2400,0 |
5000,0 |
2600,0 |
650,0 |
8 |
30,0 |
335,7 |
-2,7 |
303,5 |
-3,2 |
3000,0 |
5000,0 |
2000,0 |
500,0 |
Примеры вычислений
Исходные данные: U=100,0 B; I=2,0 A; m=4 кг
Погрешности прямых измерений:∆U = 1,0 B; ∆I = 0,01 A; ∆t = 1,0 c;
∆(∆T) = 0,1 °K
Вычисления:
(Дж/°К)
(Дж/°К)
3)
(Дж/°К)
4)
(Дж/кг∙°К)
5)
6) при t=0
(Дж/°К)
(Дж/°К)
(Дж/°К)
(Дж/кг∙°К)
(Дж/кг)
(Дж/кг∙°К)
Графики зависимостей
При τ = 0
При τ = 0
Результат
(Дж/кг)
(Дж/кг∙°К)
Вывод к работе
В ходе работы была измерена зависимость повышения температуры исследуемого образца в муфельной печи от времени. Также была вычислена по результатам измерений теплоемкость исследуемого образца.
Справочная удельная теплоемкость кирпича равна 880 Дж/кг∙°К. Результаты, полученные в данном опыте примерно совпадают со справочными данными.