PhysSandbox

Определение удельной теплоёмкости металла

Горячий металл известной массы опускают в холодную воду. Снимайте температуру равновесия T_f (шум термометра) и находите удельную теплоёмкость металла из баланса теплоты.

Школьные· 28 мин

Цель работы

Определить удельную теплоёмкость металла c_m по известным m_m, m_w, c_w, начальным температурам T_m, T_w и измеренной T_f.

Оборудование

  • Калориметр (стакан с водой)
  • Образец металла
  • Термометр

Эксперимент

Теория

Баланс теплоты (без потерь в калориметр): c_m m_m (T_m − T_f) = c_w m_w (T_f − T_w), откуда c_m = m_w c_w (T_f − T_w) / (m_m (T_m − T_f)). Здесь c_w = 4186 Дж/(кг·К).

Ход работы

  1. Массы и начальные температуры заданы моделью (металл 80 °C, вода 20 °C).
  2. Нажмите «Записать измерение», чтобы снять T_f (небольшой случайный разброс термометра).
  3. В таблице c_m вычисляется по T_f. Повторите не менее 5 опытов и возьмите выборочное среднее.
  4. Сравните среднее c_m с эталоном (алюминий) и сформулируйте вывод.

Вывод

Средняя удельная теплоёмкость согласуется с типичным алюминием в пределах допуска. Основные погрешности: шум термометра, теплоёмкость сосуда и потери тепла в окружающую среду.