Измерение теплоёмкости металлов с использованием установки «Кобра 3»

1.

Негосударственное частное образовательное
учреждение высшего образования
«Технический университет УГМК»
Кафедра гуманитарных и естественно-научных дисциплин
Дисциплина «Физика»
Отчет по лабораторной работе №4
«Измерение теплоёмкости металлов с использованием
установки «Кобра 3»»
Выполнил: Шабышев Сергей Дмитриевич
Ситникова Екатерина Сергеевна
Группа Т-21105
Проверила: Коржавина Наталья
Валерьевна
г. Верхняя Пышма, 2022 г.

2.

Цель:
1. Вычислить теплоёмкости алюминия, железа и латуни.
2. По
результатам
проведенных
опытов
проверить
справедливость закона Дюлонга-Пти.
Оборудование: калориметр, термометрический датчик, чайник,
металлические образцы, химический стакан, штатив, блок «Кобра
3», персональный компьютер.
Формула теплоёмкости:
С обр =
С кал + mв × с в Т рав−Т нач
×
mобр
Т обр −Т рав
Справочные значения теплоёмкостей:
Дж
Св=4200 кг∗К .
Дж
Скал=80 кг∗К .
Объем воды в калориметре, мл
Масса воды в калориметре, кг
Масса образца, кг
№ опыта
1
2
3
Тнач, °С
24,6
24,5
24,7
200
0,2
0,06
Таблица №1.
Таблица №2. Измерение теплоёмкости железа (Fe).
Дж
ΔТ=(Трав-Тнач),
Травн, °С
Т0бр, °С
С,
°С
кг ∙∗К
25,4
87,5
0,8
474,8
27,1
75,9
2,6
1054,2
26,7
69,2
2
1160,
Рис. 1.График зависимости температуры от времени.

3.

Дж
кг ∙∗К
Дж
∆ С=343
кг ∙∗К
⟨ С ⟩ =817,8
α=0,75
№ опыта
1
2
3
Таблица №3. Измерение теплоёмкости алюминия (Al).
Тнач, °С
Травн, °С
Т0бр, °С
21,3
22,0
22,6
24,2
23,0
24,5
90,1
90,6
90,3
ΔТ=(Трав-Тнач),
°С
2,9
1
1,9
Дж
С, кг ∙∗К
771,3
2707,7
4886,1
Рис.2 График зависимости температуры от времени.
Дж
кг ∙∗К
Дж
∆ С=¿ 2057,4
кг ∙∗К
⟨ С ⟩ =2828,7
α=0,75

4.

Таблица №4. Измерение теплоёмкости латуни (ZnCu).
№ опыта
1
2
3
Тнач, °С
Травн, °С
Т0бр, °С
23,5
24,1
24,2
25,3
25,2
25,0
92,0
92,7
91,2
ΔТ=(Трав-Тнач),
°С
1,8
1,1
0,8
Дж
С, кг ∙∗К
446,9
1124,2
1243,06
Рис.2 График зависимости температуры от времени.
Дж
кг ∙∗К
Дж
∆ С=398,08
кг ∙∗К
⟨ С ⟩ =844,98
α=0,75
⟨ C Fe ⟩
⟨ С Al ⟩
⟨ CС uZn ⟩
Экспериментальные
значения.
Табличные
значения
(817,8 ± 343 ¿ кг ∙∗К
460 кг ∙∗К
Дж
Дж
(2828,7 ± 2057,4 ¿ кг∙∗К
(844,9 ± 398,08)
Дж
кг ∙∗К
Дж
Дж
920 кг ∙∗К
Дж
400 кг ∙∗К
Вывод: Провели измерения теплоемкости алюминия, железа и
латуни. По результатам проведенных экспериментов проверили
справедливость закона Дюлонга–Пти.

5.

Полученные нами значения сильно отличаются от табличных, так
как условия проведения опыта были не идеальны, и
присутствовали потери теплоты при проведении эксперимента.