Меню

Лабораторная работа измерение удельной теплоемкости металлического цилиндра



Лабораторная работа №2. Измерение удельной теплоемкости твердого тела.

Измерение удельной теплоемкости твердого тела.

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

Собственно, эта работа в общих чертах повторяет предыдущую. Опять мы берем два тела с разной температурой, опять в результате теплопередачи температуры тел уравниваются. Только на этот раз мы, условно считая равными количества теплоты отданной одним и полученной другим телом, будем оценивать неизвестную нам удельную теплоемкость.

Поскольку входе 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. Ход работы описан в учебнике.

Пример выполнения работы:

Вода получает при нагревании:

Цилиндр отдает при охлаждении:

Вывод: Удельная теплоемкость представленного цилиндра

оценивается около 400 Дж/кг

что близко к табличным значениям удельной теплоемкости меди, цинка и латуни.

Решебник по физике за 8 класс (А.В.Перышкин, Н.А.Родина, 1998 год),
задача №2
к главе «Лабораторные работы».

Источник

Лабораторная работа № 2. 8 класс

Инструкция лабораторной работы №2. 8 класс.Измерение удельной теплоемкости твердого тела.

Цель работы: экспериментальное определение удельной теплоемкости твердого тела (металлического цилиндра)

Просмотр содержимого документа
«Лабораторная работа № 2. 8 класс»

Лабораторная работа №2

Измерение удельной теплоемкости твердого тела.

Цель работы: экспериментальное определение удельной теплоемкости твердого тела (металлического цилиндра)

Приборы и материалы: калориметр или два сосуда, которые можно вставить один в другой, измерительный цилиндр (мензурка), термометр, стакан с водой, весы с разновесами, цилиндр металлический с нитью, сосуд с горячей водой.

Указания к работе.

Инструкция по технике безопасности при выполнении лабораторной работы.
Будьте внимательны и дисциплинированны, точно выполняйте указания учителя.
Не приступайте к выполнению работы без разрешения учителя.
При работе с приборами из стекла соблюдайте особую осторожность.
Проверьте целостность стеклянной посуды, не ставьте ее на край стола.
Если все же произошла «авария», осколки стекла нельзя стряхивать со стола руками, сметайте их щеткой. Обратитесь за помощью к учителю или лаборанту.
Соблюдайте осторожность при работе с горячей водой.

1.Определим массу (m1) и температуру (t1) холодной воды.

2. С помощью весов определим массу металлического цилиндра (m2).

3. Опустим цилиндр в калориметр с горячей водой. Измерим ее температуру (t2 -эта температура и будет начальной температурой цилиндра).

4. После этого по­ме­ща­ем ци­линдр в хо­лод­ную воду и, по­ме­ши­вая воду тер­мо­мет­ром, из­ме­ря­ем уста­но­вив­шу­ю­ся в ре­зуль­та­те теп­ло­об­ме­на тем­пе­ра­ту­ру ( t — общая температура воды и цилиндра).

Источник

Урок 7. Лабораторная работа № 2 «Измерение удельной теплоемкости твердого тела»

Урок 7. Лабораторная работа № 2 «Измерение удельной теплоемкости твердого тела»

Цель урока: Научить учащихся определять теплоемкость металлического цилиндра.

Оборудование: стакан с водой; калориметр; термометр; весы с разновесами; металлический цилиндр на нити.

1. Организационный момент. Приветствие. Выявление отсутствующих.

2. Актуализация опорных знаний. Повторение ранее изученного материала.

Что такое температура?

Что такое внутрення энергия?

От чего зависит внутрення энергия?

Одинаковы ли понятия механическая и внутреняя энергия?

Как можно изменить внутреннюю энергию? – совершением работы и теплопередачей.

Что такое теплопередача? Указанные процессы делятся на три вида, на какие?

Что такое теплопроводность? Теплопроводность – это явление, при котором энергия передаётся от одной части тела к другой посредством движения частиц или при непосредственном контакте двух тел.

Обыкновенный или пористый кирпич обеспечивает лучшую теплоизоляцию здания? — В пористых кирпичах есть поры, заполненные воздухом.

Что такое количество теплоты? Количество теплоты – это физическая велична, значение которой рано энергии получаемой или отдаваемой телом в процессе теплопередачи.

Обозначается Q , [ Q ]=[Дж]. Кроме Джоуля, который является единицей СИ, используется ещё одна единица измерения количества теплоты – калория (переводится как «жар», «тепло»).

Формула Q = cm △ t

Читайте также:  Распределение результатов измерений гистограмма полигон

Что такое с? Удельная теплоемкость показывает сколько количества тепла необходимо передать веществу массой 1 кг, чтобы нагреть его на 1°С.

Уравнение теплового баланса? Если мы говорим о системе тел, одно из которых отдает тепло, а другое получает, то вводится уравнение теплового баланса.

Суммарное количество теплоты, отданное более нагретыми теломи системе равно суммарному количеству теплоты, полученное менее нагретыми телами этой системы + + … + = + + … + или Q 1 = Q 2

3.Лабораторная работа №2. ( учебник А.В. Перышкин, стр.221).

Цель работы определить удельную теплоемкость вещества опытным путем. Мы рассмотрим определение теплоемкости на примере твердого тела – металлического цилиндра. Учащиеся должны соблюдать правила тех. безопасности. Аккуратно работать с оборудованием.

Цель работы: определить удельную теплоемкость металлического цилиндра.

Приборы и материалы: металлический цилиндр на нити, стакан с горячей и стакан с холодной водой, термометр, весы, калориметр. Во многих опытах по изучению тепловых явлений применяют калориметр – устройство, состоящее из двух сосудов (стаканов), размещенных один в другом и разделенных воздушной прослойкой.

Из-за слабой теплопроводности воздуха и благодаря небольшому расстоянию между внутренним и внешним сосудами, что обеспечивает отсутствие конвекционных потоков, в калориметре теплообмен с окружающей средой значительно уменьшается.

1. Налить в калориметр воду массой 100 – 150 г комнатной темп6ературы. Измеряем ее температуру.

2. Поместим металлический цилиндр в стакан с горячей водой и измерим термометром ее температуру, она будет равняться температуре цилиндра ( эта температура и будет начальной температурой цилиндра), т. к. через определенное время температура воды и цилиндра сравняются.

3. После этого помещаем привязанный на нитке цилиндр в калориметр с холодной водой и, помешивая в нем воду термометром, измеряем установившуюся в результате теплообмена температуру.

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.

Соответственно получаем следующие уравнения. Для нагрева воды 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 .

Для остывания металлического цилиндра 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, из-за процесса теплообмена между холодной водой и металлическим цилиндром их количества теплоты равны:

.

Следовательно, удельная теплоемкость материала цилиндра:

Вывод: Сделайте вывод, в котором укажите, какую физическую величину вы сегодня определяли, какой результат получили, какие факторы могли повлиять на точность полученного результата. Запишите физический смысл определяемой величины.

Вычисленное значение удельной теплоемкости материала цилиндра . Экспериментально полученное значение несколько меньше полученного из таблицы. С чем это связано?

4. Закрепление изученного материала.

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.

5. Рефлексия. Ч ему вы сегодня научились на уроке и что узнали нового?

6. Домашнее задание. Повторение параграфов 8,9.

Источник

Лабораторная работа по теме: «Измерение удельной теплоемкости вещества»

8 класс. Физика
Лабораторная работа № 3

Тема: Измерение удельной теплоемкости вещества
Цель: Определить удельную теплоёмкость металлического цилиндра
Оборудование: Стакан с водой, калориметр, термометр, весы, гири, металлический
цилиндр на нити, с горячей водой

1. Налейте в калориметр воду массой 100—150 г комнатной температуры. Измерьте температуру воды.
2. Нагрейте цилиндр в сосуде с горячей водой. Измерьте её температуру (эта температура и будет начальной температурой цилиндра). Затем опустите его в калориметр с водой.
3. Измерьте температуру воды в калориметре после опускания цилиндра.
4. С помощью весов определите массу металлического цилиндра, предварительно обсушив его.
5. Все данные измерений запишите в таблицу.
6. Рассчитайте:
а) количество теплоты Q1, которое получила вода при нагревании:

Читайте также:  Система перевода мер измерения

— удельная теплоёмкость воды;
б) количество теплоты Q2, отданное металлическим цилиндром при охлаждении:

— удельная теплоёмкость вещества цилиндра, значение которой надо определить.

Зная, что количество теплоты, полученное водой при нагревании, равно количеству теплоты, отданному цилиндром при охлаждении, можно записать:

В полученном уравнении неизвестной величиной является удельная теплоёмкость; Подставив в уравнение значения величин, измеренных на опыте, вычислите — удельную теплоёмкость вещества, из которого изготовлен цилиндр. Сравните её с табличным значением.

Контрольные вопросы:
1. Что называется удельной теплоёмкостью вещества?
2 Что является единицей удельной теплоёмкости вещества?
3. Почему близость водоёмов влияет на температуру воздуха?
4 Почему чаще всего вода используется в системе отопления, для охлаждения двигателей?

Вывод: (пишем исходя из цели и хода работы самостоятельно) .

Источник

Лабораторная работа . Измерение удельной теплоемкости вещества.

Тема: «Измерение удельной теплоемкости твердого тела» Лабораторная работа

Цели урока: Помочь учащимся в работе по овладению методами измерения физических величин, развитие умений использования измерительных приборов. Продолжить работу по активизации мыслительной деятельности учеников, способствовать самостоятельному поиску ответа на поставленную задачу. Развивать способность учащихся к оценке результатов своей деятельности.

Оборудование: на рабочих столах учащихся: стакан с водой; масса которой 0,1 кг; калориметр; термометр; весы с разновесами; металлический цилиндр на нити.

Тип урока: урок применения новых ЗУНов.

Методы преподавания: информационный.

Методы учения: репродуктивный.

Должны знать\уметь: знать понятия количества теплоты и от чего зависит данная величина, физический смысл понятия удельной теплоемкости вещества, научится определять удельную теплоемкость твердого тела

Актуализация опорных знаний. Повторение ранее изученного материала.

Что такое температура?

Чтотакое внутрення энергия?

От чего зависит внутрення энергия?

Одинаковы ли понятия мехпническая и внутреняя энергия?

Как можно изменить внутреннюю энергию? – совершением работы и теплопередачей.

Что такое теплопередача? Теплопередача – это процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом.

Указанные процессы делятся на три вида, на какие?

Что такое теплопроводность? Теплопроводность – это явление, при котором энергия передаётся от одной части тела к другой посредством движения частиц или при непосредственном контакте двух тел.

Обыкновенный или пористый кирпич обеспечивает лучшую теплоизоляцию здания? — В пористых кирпичах есть поры, заполненные воздухом.

Что такое количество теплоты? Количество теплоты – это физическая велична, значение которой рано энергии получаемой или отдаваемой телом в процессе теплопередачи.

Обозначается Q , [ Q ]=[Дж]. Кроме Джоуля, который является единицей СИ, используется ещё одна единица измерения количества теплоты – калория (переводится как «жар», «тепло»).

Формула Q = cm △ t

Что такое с? Удельная теплоемкость показывает сколько количества тепла необходимо передать веществу массой 1 кг, чтобы нагреть его на 1°С.

Уравнение теплового баланса? Если мы говорим о системе тел, одно из которых отдает тепло, а другое получает, то вводится уравнение теплового баланса.

Суммарное количество теплоты, отданное более нагретыми теломи системе равно суммарному количеству теплоты, полученное менее нагретыми телами этой системы + + … + = + + … + или Q 1 = Q 2

Изучение новых ЗУНов

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 цилиндра.

Цель работы: определить удельную теплоемкость металлического цилиндра.

Приборы и материалы:металлический цилиндр на нити, стакан с горячей и стакан с холодной водой, термометр, весы, калориметр.

Рис. 1. Металлический цилиндр Рис. 2. Стакан с водой Рис. 3. Термометр

Рис. 4. Весы Рис. 5. Калориметр

Во многих опытах по изучению тепловых явлений применяют калориметр – устройство, состоящее из двух сосудов (стаканов), размещенных один в другом и разделенных воздушной прослойкой.

Из-за слабой теплопроводности воздуха и благодаря небольшому расстоянию между внутренним и внешним сосудами, что обеспечивает отсутствие конвекционных потоков, в калориметре теплообмен с окружающей средой значительно уменьшается.

Читайте также:  Как измерить размеры вещей

1. Поместим металлический цилиндр в стакан с горячей водой и измерим термометром ее температуру, она будет равняться температуре цилиндра, т. к. через определенное время температура воды и цилиндра сравняются.

2. Затем наливаем в калориметр холодную воду и измеряем ее температуру.

3. После этого помещаем привязанный на нитке цилиндр в калориметр с холодной водой и, помешивая в нем воду термометром, измеряем установившуюся в результате теплообмена температуру.

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.

Соответственно получаем следующие уравнения. Для нагрева воды 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 .

Для остывания металлического цилиндра 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, из-за процесса теплообмена между холодной водой и металлическим цилиндром их количества теплоты равны:

.

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:

с, ,

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.

III . Закрепление изученных ЗУНОв

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.

Для раздачи ученикам листочки:

Тема: «Измерение удельной теплоёмкости вещества».

Цель: научиться определить удельную теплоемкость твердого тела.

Оборудование: измерительный цилиндр, вода, термометр, калориметр, стакан с

горячей и холодной водой, салфетка.

Вспомни правила безопасности при работе с термометром, горячей водой, мерным цилиндром

Подойдите к столу учителя и с помощью мерного цилиндра налейте в калориметр 100-150 мл воды.

Определите массу воды в калориметре и запишите в таблицу.(массы воды = объему воды).

Определите цену деления шкалы термометра и измерьте температуру воды в калориметре t воды, о С и запишите в таблицу.

Выньте термометр из воды, положите его на салфетку.

Подойдите с калориметром к учителю и опустите в калориметр за нить тело, которое находилось в горячей воде.

Снова поместите термометр в калориметр и следите за повышением температуры. Как только изменение температуры станет незаметным, т.е установится тепловое равновесие, запишите показания термометра t , о С

Выньте термометр из воды, осушите его бумажной салфеткой, положите в футляр и отдайте учителю.

Выньте опущенное тело из воды, осушите его бумажной салфеткой, и запишите в таблицу его массу.

Определите удельную теплоемкость исследуемого тела, используя уравнение теплового баланса Q 1 = Q 2

Из формул найдите удельную теплоемкость вещества. Полученный результат запишите в таблицу и определите, воспользовавшись таблицей удельных теплоемкостей веществ из чего сделано исследуемое тело.

с, ,

Сделайте вывод, в котором укажите, какую физическую величину вы сегодня определяли, какой результат получили, какие факторы могли повлиять на точность полученного результата. Запишите физический смысл определяемой величины.

Источник