Лабораторна задача бр. 3
Задачата: Определя твърдото вещество, от което е направено тялото, като използва специфичния топлинен капацитет.
Подготовка: Топлообменът се извършва между тела, чиито температури са различни. Това става, докато температурите на телата се изравнят. Термичните свойства на веществата се характеризират с количествения специфичен топлинен капацитет c [kJ/(kg * st.C].
Напишете отношение към изчисляването на топлината, получена от тяло с по-ниска температура: Q1 = m1 * c1 * dt1
Напишете отношение към изчисляването на топлината, пренесена от тяло с по-висока температура: Q2 = m2 * c2 * dt2
Обяснете какво означават белезите на физическите величини във взаимоотношенията, които той е написал:
Q1 [kJ] - топлина, получена от студеното тяло
m1 [kg] - тегло на студеното тяло
c1 [kJ/(kg * st.C)] - специфичен топлинен капацитет на веществото, от което е студеното тяло
dt1 [st.C] - температурна разлика на студеното тяло след и преди топлообмен
dt1 = t - t01 където t [st.C] температура на двете тела след топлообмен и t01 [st.C] температура на студено тяло преди топлообмен
Q2 [kJ] - топлина, предавана от топло тяло
m2 [kg] - горещо телесно тегло
c2 [kJ/(kg * st.C)] - специфичен топлинен капацитет на веществото, от което тялото е топло
dt2 [st.C] - температурна разлика на топлото тяло преди и след топлообмен
dt2 = t02 - t, където t02 [st.C] температура на горещото тяло преди топлообмен и t [st.C] температура на двете тела след топлообмен
Знаете ли каква е връзката при идеални условия между топлината, пренесена от тяло с по-висока температура, и топлината, получена от тяло с по-ниска температура?
Q1 = Q2
СПИН:
• твърдо тяло от неизвестна тъкан, прикрепено към конеца
• везни
• вода със стайна температура
• измервателен цилиндър, чаша
• електрическа кана
• измервателно устройство (термометър)
Изпълнение:
1. Към масата
2. Претеглете тялото m1 и запишете теглото му в таблицата
3. Претеглете чашата и запишете стойността
4. Налейте вода в чашата, претеглете, извадете теглото на чашата и я запишете в таблицата
5. Измерете температурата на водата в чашата и я запишете в таблицата
6. Загрейте водата в чайника до 80 градуса
7. Потопете непознатото тяло във вряща вода за 3 минути
8. Извадете тялото и го поставете в чаша с вода
9. Измерете най-високата температура в чашата и запишете
Заключение:
От сравнението на изчисления топлинен капацитет на неизвестното вещество, от което е направено тялото с табличните данни, вероятно е тяло, направено от стомана, т.е. желязо. Изчислената стойност на специфичния топлинен капацитет е по-ниска от стойността в таблицата. Това се дължи главно на топлинните загуби при топлообмен. Предположението от въведението, че топлината, получена от тяло с по-ниска температура, е равно на топлината, пренесена от тяло с по-висока температура (Q1 = Q2), е валидно само в идеални условия, в реалния, реалния свят, Q1 е валидно.