Главная ---> Описание опытов Количество теплоты и теплоемкость

Описание оборудования

 

Количество теплоты и теплоемкость

Цель работы: показать возможность и способы измерения количества теплоты и удельной теплоемкости вещества.

Оборудование и материалы: пробирка - 2 шт., металлические образцы - 2 шт., химический стакан с горячей водой, спирт, масло, компьютерный измерительный блок, датчик температуры (0-120 С) - 2 шт., штатив демонстрационный, рабочее поле со стержнями, плата с зажимами — 2 шт.

В настоящем эксперименте отрабатывается элемент учебной программы: «Единицы количества теплоты и понятие удельной теплоемкости вещества». Понятие количества теплоты является ключевым в разделе «Тепловые явления», поэтому необходимо в эксперименте подчеркнуть разницу в понятиях температуры и количества теплоты. Согласно методическим рекомендациям у учащихся необходимо сформировать представление о количестве теплоты как о физической величине, которую можно измерить. Для этого предполагается провести ряд простых опытов.
 

Порядок проведения экспериментов.

Установку собирают, как показано на рисунке 1.1, при этом удобно пробирки закрепить на датчиках температуры с помощью специальных пробок из пористого полиэтилена. Датчики температуры подключаются к разъему 1 и разъему 2, которые находятся на лицевой поверхности блока.

Опыт 1.
В этом опыте показывают, что от разных источников можно получить разное количество теплоты. Для этого в обе пробирки наливают одинаковое количество воды и опускают туда датчики температуры. Одну пробирку помещают над пламенем горелки (спиртовки, свечи), другую опускают в сосуд с горячей водой. На экране монитора отчетливо видно, что скорость нагрева воды в пробирках существенно различается, что говорит о разных количествах теплоты, полученных от разных источников нагрева.
Опыт 2.
В этом опыте показывают, что при одинаковых условиях нагрева разные количества воды нагреваются до разных температур. Для этого в пробирки наливают разные пор¬ции воды, после чего их погружают в горячую воду на одинаковую глубину (глубина погружения должна быть чуть меньше чем уровень воды в пробирке с минимальным количеством воды). На экране монитора видно, что температура быстрее меняется в начальное время в той пробирке, где воды меньше. Через некоторое время (15-30 с) пробирки вынимают из воды и слегка встряхивают, чтобы перемешать воду. Разница в температурах доказывает, что одинаковое количество энергии, полученное от горячей воды нагревает разные количества воды до разной температуры.

Опыт 3.
В настоящем опыте к одинаковым массам спирта и воды, находящимся при комнатной температуре добавляют одинаковый объем (массу) горячей воды. Регистрируется начальная температура воды и спирта и температура после перемешивания. По наличию разницы температуры смеси делается вывод о различии теплоемкости исходных веществ.
Опыт 4.
Для исключения возможных причин погрешностей в предыдущем эксперименте порцию энергии в исследуемую жидкость можно внести с помощью нагретого металлического образца. Для этой цели в горячей воде предварительно нагревают два груза одинаковой формы и состава (соответственно одной массы), которые затем погружают в пробирки со спиртом и водой. На экране монитора через несколько минут регистрируют результирующую температуру. В спирте она оказывается несколько выше, чем в воде, что подтверждает вывод о том, что теплоемкость воды больше, чем теплоемкость спирта.
 

Инструкция по сборке оборудования

Инструкция по  установке и использованию ПО

Описание опытов

Задачи
Форум
Авторы