Реши эту лабораторную работу по физике подставь эти значения в таблицу t1 18 градусов t2 23 градуса и общая температура воды 70 градусов
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 учебные 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 прямых измерений с учётом абсолютной погрешности, равной цене деления шкалы термометра, и вычислений записывайте в таблицу 13. Абсолютную погрешность измерения массы цилиндра уточните у учителя. Таблица 13 Масса воды в калориметре \(m_{1}\), кг | Начальная температура воды \(t_{1}\), °C | Масса цилиндра \(m_{2}\), кг | Начальная температура цилиндра \(t_{2}\), °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 фильтровальной бумагой (салфеткой). Определите массу металлического цилиндра с помощью весов.
- Рассчитайте количество теплоты, полученное холодной водой при нагревании.
- Пренебрегая тепловыми потерями, определите количество теплоты, отданное металлическим цилиндром при остывании.
Коротко: в таблице значения \(t_2\) и \(t\) перепутаны. В этом опыте цилиндр вынимают из горячей воды, поэтому физически верно:
\[ t_1=18^\circ\text{C},\qquad t_2=70^\circ\text{C},\qquad t=23^\circ\text{C}. \]
Если оставить \(t_2=23^\circ\text{C}\), а \(t=70^\circ\text{C}\), то цилиндр холоднее воды и не может её нагреть — удельная теплоёмкость получилась бы отрицательной. Для точного расчёта ещё нужны массы \(m_1\) и \(m_2\).
В таблицу 13:
| \(m_1\), кг | \(t_1\), °C | \(m_2\), кг | \(t_2\), °C | \(t\), °C |
|---|---|---|---|---|
| ___ | 18 | ___ | 70 | 23 |
\(m_1\) — масса воды \(150\text{—}200\) г \(=0{,}15\text{—}0{,}20\) кг; \(m_2\) — масса цилиндра по весам.
Расчёт:
\[ Q_1=c_{\text{в}}m_1(t-t_1), \qquad Q_2=c m_2(t_2-t). \]
Без тепловых потерь \(Q_1=Q_2\), поэтому
\[ c=\frac{c_{\text{в}}m_1(t-t_1)}{m_2(t_2-t)}. \]
Например, если \(m_1=0{,}20\) кг, \(m_2=0{,}10\) кг:
\[ Q_1=4200\cdot0{,}20\cdot(23-18)=4200\ \text{Дж}, \]
\[ c=\frac{4200}{0{,}10\cdot(70-23)} \approx 8{,}9\cdot10^2\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}. \]
То есть \(Q_2\approx4{,}2\) кДж, а \(c\approx890\ \text{Дж}/(\text{кг}\cdot^\circ\text{C})\). Это близко к алюминию, у которого около \(920\ \text{Дж}/(\text{кг}\cdot^\circ\text{C})\). При других массах подставь свои значения в формулу.
Напиши, какие у тебя получились \(m_1\) и \(m_2\).
Обсуждение
2 сообщенияm1 и m2 равны 100грамм то есть 0.1кг
При \(m_1=m_2=0{,}1\) кг и правильной записи температур \(t_2=70^\circ\text{C}\), \(t=23^\circ\text{C}\) получается:
| \(m_1\), кг | \(t_1\), °C | \(m_2\), кг | \(t_2\), °C | \(t\), °C |
|---|---|---|---|---|
| \(0{,}1\) | \(18\) | \(0{,}1\) | \(70\) | \(23\) |
Вода нагрелась от \(18\) до \(23^\circ\text{C}\), то есть на \(5^\circ\text{C}\).
Количество теплоты, полученное холодной водой:
\[ Q_1=c_{\text{в}}m_1(t-t_1) \]
\[ Q_1=4200\cdot0{,}1\cdot(23-18)=2100\ \text{Дж}=2{,}1\ \text{кДж}. \]
Без учёта тепловых потерь столько же теплоты отдал цилиндр:
\[ Q_2=Q_1=2100\ \text{Дж}. \]
Теперь найдём удельную теплоёмкость металла:
\[ Q_2=c_x m_2(t_2-t) \]
\[ c_x=\frac{Q_2}{m_2(t_2-t)} \]
\[ c_x=\frac{2100}{0{,}1\cdot(70-23)} =\frac{2100}{4{,}7} \approx447\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}. \]
Ответ:
\[ Q_1\approx2{,}1\ \text{кДж},\qquad Q_2\approx2{,}1\ \text{кДж}, \]
\[ c_x\approx4{,}5\cdot10^2\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}. \]
Это значение близко к железу: табличная удельная теплоёмкость железа примерно \(460\ \text{Дж}/(\text{кг}\cdot^\circ\text{C})\).
Важно: в таблицу нельзя записывать \(t_2=23^\circ\text{C}\), а общую температуру \(70^\circ\text{C}\). Тогда цилиндр был бы холоднее воды и не отдавал бы ей тепло — опыт не имел бы физического смысла. Температура горячей воды, из которой достают цилиндр, — это \(t_2=70^\circ\text{C}\); общая температура после опускания — \(t=23^\circ\text{C}\).
