Главная | Обратная связь

МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ И ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

На рис. 1 изображена установка для проведения опыта. Установка состоит из следующих составных частей: калориметра (К), водяного нагревателя (Н), и специального латунного стакана (Л) с подвижным дном для размещения нагреваемого стакана.

Рис. 1

Калориметр (К) представляет собой два стальных цилиндра, разделенных воздушным зазором и подставкой из плохо проводящего тепло материала (для уменьшения тепловых потерь за счет теплопроводности). Калориметр имеет мешалку (М) и термометр (Т).

Для нагревания исследуемого тела используется специальный латунный стакан (Л), устроенный так, чтобы можно было быстро, избежав нежелательного охлаждения, перенести исследуемое тело из нагревателя в калориметр. Исследуемое тело – металлические дробинки – помещается в латунный стакан. Стакан устанавливается в углублении (У) съемной крышки водяного нагревателя (Н). Такая конструкция нагревателя позволяет сохранить исследуемое тело сухим. Для подогрева нагревателя используется бытовая электрическая плитка.

Тело массы m с неизвестной теплоемкостью С_x,нагретое в нагревателе до температуры t, опускают с помощью латунного стакана в калориметр. Охлаждаясь, тело нагревает калориметр и налитую в него воду от начальной температуры t₀ до температуры q. Зная массу воды М, налитой в калориметр, массу калориметра с мешалкой m, их удельные теплоемкости С и С₁, соответственно и начальную температуру воды и калориметра t₀, легко составить уравнение теплового баланса. Если пренебречь потерями тепла в окружающую среду, то можно записать:

C_x m ( t –q) = M C (q– t₀) + m₁ C₁ (q – t₀)

откуда искомая удельная теплоемкость:

(1).

Согласно (1), относительная погрешность C_x:[6]

,

откуда следует, что измерение температур q и t₀ необходимо вы­полнять с особой тщательностью. Дело в том, что разность q – t₀ в условиях опыта оказывается небольшой, что может приводить к существенным погрешностям измерения теплоемкости, поскольку эта разность стоит в знаменателе.