Как в восьмом классе по физике
Сверь числа и знаки с фото.
№ 3 ИЗМЕРЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ТЕПЛОЁМКОСТИ ВЕЩЕСТВА Цель работы: Определить удельную теплоёмкость вещества. Приборы и материалы: Металлический цилиндр на нити, измерительный цилиндр, калориметр, термометр, весы с набором разновесов (электронные весы), фильтровальная бумага или бумажная салфетка, сосуд с горячей водой, стакан с холодной водой. УКАЗАНИЯ К РАБОТЕ
- С помощью измерительного цилиндра налейте в калориметр холодную воду массой 150—200 г. Измерьте температуру воды.
- Обработка результатов измерений. Результаты вычислений и прямых измерений температуры запишите в таблицу 12 с учётом абсолютной погрешности, равной половине цены деления шкалы термометра. Абсолютную погрешность измерения массы уточните у учителя. Таблица 12 Масса воды в калориметре m₁, кг | Начальная температура воды t₁, °C | Масса цилиндра m₂, кг | Начальная температура цилиндра t₂, °C | Общая температура воды и цилиндра t, °C ___ | ___ | ___ | ___ | ___
- Опустите металлический цилиндр, вынутый из горячей воды, в калориметр. Температуру горячей воды узнайте у учителя. После того как температура воды перестанет меняться, измерьте общую температуру воды и цилиндра.
- Потянув за нить, выньте цилиндр из воды, оботрите его салфеткой. Определите массу металлического цилиндра с помощью весов.
- Рассчитайте количество теплоты, которое получила вода при нагревании.
- Пренебрегая тепловыми потерями, определите количество теплоты, которое отдал металлический цилиндр при остывании. Вычислите удельную теплоёмкость веществ-
ва, из которого сделан цилиндр. По таблице 1 определите, из какого вещества изготовлен цилиндр. 7. Сделайте вывод.
tоб = 29°. Св. 111 масса воды tв = 25°. [зачёркнуто: неразборчиво] tг = 100°. масса цилиндра 53.
Коротко: по данным из записки удельная теплоёмкость цилиндра получается примерно
\[ c_x \approx 5{,}0\cdot10^2\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}, \]
то есть около \(500\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\). По школьной таблице это сталь.
Почему так. Горячий цилиндр отдаёт тепло, холодная вода его получает. Если потерями пренебречь:
\[ Q_{\text{отд}}=Q_{\text{получ}}. \]
Вода нагревается:
\[ Q_{\text{получ}}=c_{\text{в}}m_1(t-t_1), \]
цилиндр остывает:
\[ Q_{\text{отд}}=c_x m_2(t_2-t). \]
Отсюда:
\[ c_x=\frac{c_{\text{в}}m_1(t-t_1)}{m_2(t_2-t)}. \]
Твои данные:
| \(m_1\), кг | \(t_1\), °C | \(m_2\), кг | \(t_2\), °C | \(t\), °C |
|---|---|---|---|---|
| 0,111 | 25 | 0,053 | 100 | 29 |
Не забудь перевести граммы в килограммы:
\[ 111\ \text{г}=0{,}111\ \text{кг},\qquad 53\ \text{г}=0{,}053\ \text{кг}. \]
Считаем количество теплоты, полученное водой:
\[ Q_{\text{получ}}=4200\cdot0{,}111\cdot(29-25) \]
\[ Q_{\text{получ}}=4200\cdot0{,}111\cdot4 \approx1{,}86\cdot10^3\ \text{Дж}. \]
Теперь удельная теплоёмкость:
\[ c_x=\frac{1{,}86\cdot10^3}{0{,}053\cdot(100-29)} \]
\[ c_x=\frac{1{,}86\cdot10^3}{0{,}053\cdot71} \approx496\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}. \]
Вывод: удельная теплоёмкость вещества цилиндра примерно \(500\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\); по таблице 1 это сталь. Небольшое отличие от табличного значения объясняется тепловыми потерями: часть тепла уходит калориметру и воздуху.
Погрешность: абсолютная погрешность температуры равна половине цены деления термометра. Если цена деления \(1^\circ\text{C}\), то погрешность \(\pm0{,}5^\circ\text{C}\); если \(2^\circ\text{C}\), то \(\pm1^\circ\text{C}\). Погрешность массы уточни у учителя.
Я взял конечную температуру \(29^\circ\text{C}\), как читается в записке. Если там другое значение, подставь его в формулу для \(c_x\).
