Описание установки

Определение теплоемкости металлов проводится на установке, изображенной на рис.2. Образец исследуемого металла 1, изготовленный в форме цилиндра, высверленным концом надевается на термопару 2 и помещается в кварцевый стаканчик муфельной печи 3. Шкала милливольтметра 4 проградуирована в градусах .

рис.2

Порядок выполнения работы

1. Определить массу образцов на технических весах.

2. Образец из известного металла , и (алюминиевый, стальной, медный) последовательно надеть на термопару.

3. Осторожно перемещая образец по штативу, ввести его в кварцевый стаканчик муфельной печи (кварцевый стаканчик сверху покрыть металлической фольгой (заслонкой)).

4. Нагреть печь до 450 ⁰ С.

5. Осторожно опустить образец по штативу, вывести его из кварцевого стаканчика.

6. Начиная от температуры 400, при охлаждении образцов записывать температуру образца, охлаждаемого на воздухе, каждые 10 секунд до температуры 50. По второму секундомеру засечь время охлаждения образца в выбранном температурном интервале (например, интервал температур от 200 до 50).

7. Построить график зависимости температуры образца от времени T=f(t), откладывая на оси абсцисс время t, по оси ординат температуру Т.

8. Графическим методом перевести линию T=f(t) в линию для чего кривуюT=f(t) разбивают на участки достаточно близкие друг к другу вертикальными линиями, проведенными на одинаковом расстоянии (например, через 10 с). Разность значений ординат кривой в точках пересечения ее с вертикальными линиями будут представлять собой разности температур Т₁-Т₂, Т₂-Т₃ и т.д. для интервалов времени t₁, t₂, t₃ и т.д. Отношения

; (7)

характеризуют скорость охлаждения, соответствующую средней температуре данного интервала времени. Числовые значения, полученные по формуле (7), вносят в таблицу и строят график зависимости

2. Повторяют пункты 2–8 для алюминиевого, стального и медного образца.

3. Определяют теплоемкость стального и медного образцов для любых 5–6 температур. Для этого в формулу (6) подставляют ; взятые из построенных графиков при выбранных температурах Т. с₁ берется из таблицы – теплоемкость алюминиевого образца.

Сравнить полученные результаты со значениями, полученными для большего температурного интервала (например, интервал температур от 200 до 50).

2. Построить зависимость с= f(Т). Все результаты занести в таблицу (Таблица рисуется произвольно).

3. Определить погрешность косвенных измерений удельной теплоемкости металлов, формула (8):

(8)

где m, t – приборные погрешности, выбираются как половина цены деления прибора измеряющего данную физическую величину.

2. Определить относительную погрешность в определении удельной теплоемкости.

3. Результат измерения С записать в виде:

2. Сделать соответствующий вывод.

Контрольные вопросы

1. Что называется удельной теплоемкостью?

2. Объяснить определения удельной теплоемкости металлов методом охлаждения.

3. Почему исследуемые образцы должны иметь одинаковую поверхность теплоизлучения?

4. Почему для определения удельной теплоемкости необходимо охлаждать оба металла в одинаковом интервале температур?