Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Министерство образования Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
(технический университет)
Отчёт по лабораторной работе № 6.
По дисциплине: Физика
Тема: Определение теплоёмкости твердого тела.
Выполнил:
студент гр. ЭР-10-3 ____________ /Сердюков.С.С./
(подпись) (Ф.И.О.)
ПРОВЕРИЛ:
Руководитель: доцент __________ /Фицак.В.В./
(должность) (подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
2010 год.
Цель работы:
1) измерение зависимости повышения температуры исследуемого образца в муфельной печи от времени;
2) вычисление по результатам измерений теплоемкости исследуемого образца
Краткое теоретическое содержание:
Явление, изучаемое в работе – теплообмен
Определения:
Теплопередача — физический процесс передачи тепловой энергии от более горячего тела к более холодному либо непосредственно (при контакте), либо через разделяющую (тела или среды) перегородку из какого-либо материала.
Теплоемкость – физическая величина, определяющая отношение количества теплоты, полученного телом, к соответствующему изменению его температуры.
Количество теплоты – энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче.
Удельная теплоемкость – количество теплоты, необходимое для нагревания 1 кг вещества на 1 Кельвин.
Теплоотдача – теплообмен между поверхностью тела и окружающей средой.
Температура – физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы и определяющая направление теплообмена между телами.
Термодинамическая система – совокупность макроскопических тел, которые взаимодействуют и обмениваются энергией как между собой, так и с другими телами(окружающей средой)
Законы и соотношения:
Первый закон термодинамики(первое начало):
Теплота, сообщаемая системе, расходуется на изменение внутренней энергии системы и на совершение системой работы против внешних сил.
Q=∆U+A
Уравнение Майера:
, преобразуем первый закон термодинамики, учитывая, что мощность нагревателя P равна Qнагр/t (t - интервал времени). Слагаемое при t = 0 равно нулю, а значение может быть найдено из графика зависимости T = f(t).
Схема установки:
В работе используются: муфельная печь 1, содержащая электронагреватель 2, вентилятор обдува 3; термопара 4; цифровой термометр 5; регулируемый источник питания 6; выключатель нагрева 7; таймер 8.
Схема установки изображена на рисунке 1. Вентилятор обдува 3 предназначен для равномерного распределения тепла внутри печи. Электронагреватель 2 подключен к регулируемому источнику питания постоянного тока 6, контроль напряжения и тока осуществляется вольтметром и амперметром, входящими в источник питания. Для измерения температуры воздуха служит термопара 4, подключенная к цифровому термометру 5.
Расчетные формулы:
1. Теплоемкость печи с помещенным туда образцом:
[ ], где U – напряжение в печи, В; I – сила тока, А, изменение температуры (К) за промежуток времени ∆t (с).
2. Теплоемкость образца:
[ ], где С – теплоемкость печи с образцом, - собственная теплоемкость печи.
3. Удельная теплоемкость образца:
[], где m - масса образца, кг.
Формулы косвенных погрешностей:
– абсолютная погрешность измерений теплоёмкости образца,
А
- относительная погрешность измерений удельной теплоемкости образца.
Таблица 1. Результаты измерений:
|
Физ.Величина |
ln |
ln( |
C |
c |
|||||
|
Ед.изм. Номер опыта |
с |
К |
К/с |
К |
К/с |
Дж/К |
Дж/К |
Дж/К |
Дж/(кг*К) |
|
1 |
30 |
10,8 |
-1,02 |
4,5 |
-1,90 |
512 |
1332 |
820 |
410 |
|
2 |
30 |
19,2 |
-0,45 |
8,6 |
-1,25 |
||||
|
3 |
30 |
25,7 |
-0,15 |
12,2 |
-0,90 |
||||
|
4 |
30 |
30,9 |
0,03 |
15,5 |
-0,66 |
||||
|
5 |
30 |
35 |
0,15 |
18,6 |
-0,48 |
||||
|
6 |
30 |
38,2 |
0,24 |
21,4 |
-0,34 |
||||
|
7 |
30 |
40,7 |
0,31 |
23,8 |
-0,23 |
Исходные данные:
I=2A, U=100 B, m=2 кг, материал – латунь,,
Прямые погрешности:
Вычисления:
Из графика видно что значение ln(∆T1/∆t) в момент времени 0с примерно равно -4,4=>
∆T1/∆t = 0,012 К/c
Из графика видно, что значение ln(∆T2/∆t) в момент времени 0с примерно равно -6,1=>
∆T2/∆t = 0,002 K/c
- удельная теплоемкость латуни;
– абсолютная погрешность измерения удельной теплоемкости латуни;
- относительная погрешность измерений удельной теплоемкости латуни.
Вывод:
В данной работе была экспериментально определена удельная теплоемкость латуни. При сравнении табличного значения и полученного мы выяснили, что полученная теплоемкость отличается от табличной на с учетом косвенной погрешности измерений теплоемкости. Небольшое отклонение от истинной величины может быть объяснено погрешностями приборов и не точным измерениям по графикам.