Лабораторная работа 21по курсу общей физики

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Лабораторная работа №21
по курсу общей физики.

Исследование температурной зависимости удельной
теплоемкости алюминия методом охлаждения.

1.  
   Цель работы

Определение температурной зависимости удельной теплоемкости алюминия от времени охлаждения испытуемого образца из алюминия и эталонного образца из меди по результатам измерения температуры.

1.  Теоретическая часть

Теплоемкость тела – это количество теплоты, поглощенной телом при нагревании на
1 К, точнее, отношение количества теплоты, поглощаемой телом при бесконечно малом изменении его температуры, к этому изменению:

 . (2.1)

Количество теплоты, необходимое для нагревания на 1 К единицы массы вещества, называют удельной теплоемкостью:

 , (2.2)

а для нагревания на 1 К одного моля вещества – молярной теплоемкостью:

 , (2.3)

где m – масса вещества;

  число молей вещества.

Указанные теплоемкости связаны соотношениями:

 ,  ,  , (2.4)

где M – молярная масса вещества.

В классической теории теплоемкости твердых тел однородное твердое тело представляется как совокупность частиц, совершающих тепловые колебания и имеющих 3 степени свободы. Полная энергия теплового движения частицы равна 3kT, а внутренняя энергия одного моля твердого тела находится по формуле:

 , (2.5)

где NA – число Авогадро;

R = kNA – универсальная газовая постоянная.

Следовательно, молярная теплоемкость твердого тела при постоянном объеме равна:

  (2.6)

Количество теплоты dQ, теряемое предварительно нагретым телом массы m при его охлаждении на dT градусов, будет:

 , (2.7)

где c – удельная теплоемкость вещества, из которого состоит тело.

Потеря энергии теплоты происходит через поверхность тела. Следовательно, можно считать, что количество теплоты dQS, теряемое через поверхность тела за время d, будет пропорционально времени, площади поверхности S и разности температур тела и окружающей среды:

 , (2.8)

где   коэффициент теплопередачи.

Если тело выделяет тепло так, что температура всех его точек изменяется одинаково, то будет справедливо равенство:

  (2.9)

или

 , (2.10)

которое можно представить в виде

 . (2.11)

Для двух образцов различных металлов, имеющих одинаковые размеры и состояния поверхностей (тогда их коэффициенты теплопередачи равны), получаем:

 . (2.12)

Следовательно, зная массы образцов и удельную теплоемкость c1, то можно вычислить c2 :

. (2.13)

Перейдем в (2.13) от бесконечно малых величин dT и d  к конечным изменениям  и T :

 . (2.14)

Вычисления еще более упрощаются, если интервал T , брать всегда один и тот же:

 . (2.15)

1.  
   Экспериментальная часть
   1.  Схема установки

где 1 – цифровой термометр;  2 – термоблок;

3 – термопары;   4 – медный и алюминиевый образцы;

5 – электропечи.

1.  Результаты измерений

Т, 0С	160	150	140	130	120	110	100	90	80	70	60	50
t, c	Cu	0	30	58	90	125	163	205	256	315	387	476	606
	Al	0	26	56	90	121	158	200	248	305	374	461	581

T, 0C	, c	Tc, 0C	cAl, Дж/кгК
	Cu	Al
160 – 150	30	26	155	1088.475
150 – 140	28	30	145	1345.642
140 – 130	32	34	135	1334.428
130 – 120	35	31	125	1112.397
120 – 110	38	37	115	1222.881
110 – 100	42	42	105	1255.932
100 – 90	51	48	95	1182.054
90 – 80	59	57	85	1213.358
80 – 70	72	69	75	1203.602
70 – 60	89	87	65	1227.709
60 – 50	130	120	55	1159.322

Вывод: В результате эксперимента было установлено, что удельная теплоемкость алюминия находится в сложной нелинейной зависимости от времени охлаждения испытуемого образца из алюминия и эталона из меди.

1. а; Длина отрезка прямой в пределах заданного интервала; Точка пересечения прямой с ос
2. холостой ход двигателя когда в атмосферу выбрасываются загрязняющие вещества в количествах значительно п
3. Суспільне відтворення Процес суспільного виробництва взятий не як одноразовий акт а в безперервному повт.
4. Они определяют смещение относительно текущей ячейки
5. Планирование это процесс выбора целей и решений необходимых для их достижения 2 Организация процесс
6. переднего края; Кейт Лайзер за бесценный вклад в виде технического редактирования; и наконец тысячи торговы
7. На тему- Гепатит А Выполнил студент- ИП
8. Что называется схемой замещения
9. Документоведение
10. Утверждаю учителей начальных классов Директор МО
11. руб 7305.
12. Поняття підприємства
13. Ломоносов Глава 7 О ВАРЯГАХ ВООБЩЕ Неправедно рассуждает кто варяжское имя приписывает одному народу
14. Пермский национально исследовательский политехнический университет Кафедра Механика композиционн
15. невроз страха 1895 Ueber die Berechtigung von der Neursthenie einen bestimmten Symptomenkomplex ls ldquo;ngstneuroserdquo; bzutrennen -- Neurologisches Zentrlbltt
16. Сургутский государственный университет ХМАО Югры Кафедра Бухгалтерского учета анализа аудита Утв
17. Теоретико-правовые аспекты науки конституционного права на современном этапе
18. Виктимология
19. Реферат- Вирусный гастроэнтерит свиней
20. технологического обслуживания

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе