Určenie mernej tepelnej kapacity pevnej látky použitím zmiešavacieho
Téma: Určenie mernej tepelnej kapacity pevnej látky použitím zmiešavacieho kalorimetra
Úlohy: Určte mernú tepelnú kapacitu železného valčeka
Pomôcky: kovový valček, zmiešavací kalorimeter, dva teplomery, váhy, ohrievač s vodným kúpeľom, silomer
Princíp: Keď medzi teplejším telesom a chladnejšou kvapalinou prebieha v kalorimetri tepelná výmena, platí kalorimetrická rovnica v tvare:
c1 m1 ( t2 – t ) = c2 m2 (t - t2 ) + C ( t – t2 )
m2 – hmotnosť teplejšieho telesa
c2 – merná tepelná kapacita teplejšej látky
t2 – začiatočná teplota teplejšieho telesa
m1 – hmotnosť kvapaliny v kalorimetri
c1 – merná tepelná kapacita kvapaliny
t1 – začiatočná teplota kvapaliny
t – výsledná teplota sústavy po dosiahnutí rovnovážneho stavu
C – tepelná kapacita kalorimetra
Z tohto vzťahu možno určiť mernú tepelnú kapacitu c1 daného kovu, ak poznáme mernú tepelnú kapacitu c2 kvapaliny, tepelnú kapacitu kalorimetra C a ak odmeriame ostatné veličiny.
Postup: 1. Pripravíme si ohrievač s vodným kúpeľom do ktorého vložíme železný valček a po zovretí vody zmeriame teplotu vody
2. Do kalorimetra si dáme vodu, ktorej zmeriame teplotu a vložíme do nej valček a uzavrieme ju
3. Cez otvor na kalorimetri vložíme teplomer, zmeriame konečnú teplotu, údaje zapíšeme do tabuľky a z kalorimetrickej rovnice vypočítame tepelnú kapacitu valčeka
Tabuľka:
Vysvetlivky k tabuľke viď princíp!
Hmotnosť vody 0,15 kg
Hmotnosť pozorovaného telesa 0,04 kg
Hustota vody 1000 kg/m3
Tabuľková hodnota mernej tepelnej kapacity hliníka - Fe=896 J.kg -1.K-1
Merná tepelná kapacita vody = 4186 J.kg -1.K-1
Tepelná kapacita kalorimetra = 76 J.kg -1.K-1 896
Záver :Pri meraní a výpočtoch mernej tepelnej kapacity telesa sme dosiahli priemernú hodnotu 738,42 J.kg -1.K-1. Tabuľková hodnota mernej tepelnej kapacity telesa je 896 J.kg -1.K-1. Priemerná odchýlka merania je ± 85,52..Odchylku vypočítame tak,že od tabuťkovej hodnoty odpočítame hodnotu nameranú. Odchýlky mohli vzniknúť nepozornosťou merajúceho, zlyhaním meracích prístrojov ( teplomera ), nedokonalosťou meracej metódy alebo vplyvom rôznych náhod (najpravdepodobnejšie sú úniky tepla pri nedostatočnej izolácií sústavy-pri meraní teploty,nevyhovújúce podmienky pri zohrievaní vodného kúpeťa a následné prenášanie telesa do tepelného kalorimetra atď…)
|
