11. Виртуальная лабораторная работа по физике «Определение удельной теплоемкости металлов» https://efizika.ru/html5/11/index.html.
Цель работы: определение теплоемкости образцов металлов калориметрическим методом с использованием электрического нагрева.
Приборы и принадлежности: электрокалориметр, термометр, образцы металлических тел, электронные весы, источник электрического тока, амперметр, вольтметр, блок управления.
11. Virtual laboratory work in physics «Determination of the specific heat capacity of metals» https://efizika.ru/html5/11/index.html.
The purpose of the work is to determine the heat capacity of metal samples by the calorimetric method using electric heating.
Instruments and accessories: electric calorimeter, thermometer, samples of metal bodies, electronic scales, electric current source, ammeter, voltmeter, control unit.
Виртуальная лабораторная работа по физике на тему "Определение удельной теплоемкости металлов" может быть организована следующим образом:
Цели работы:
1. Изучить понятие удельной теплоемкости и ее физическое значение.
2. Научиться определять удельную теплоемкость различных металлов с помощью виртуальных экспериментов.
Оборудование:
• Виртуальный калориметр.
• Набор образцов металлов (например, алюминий, медь, железо).
• Термометры.
• Источник тепла (например, электрическая спираль).
• Изолирующий контейнер.
Теоретическая часть:
Удельная теплоемкость (c) — это количество теплоты, необходимое для повышения температуры единицы массы вещества на один градус Цельсия (или Кельвин). Формула для расчета удельной теплоемкости:
c = Q/(m ⋅ Δ T)
где:
• Q — количество теплоты, переданное телу,
• m — масса тела,
• Δ T — изменение температуры.
Процедура эксперимента:
1. Подготовка: Выберите образец металла и измерьте его массу m .
2. Нагревание: Поместите металл в изолирующий контейнер и подключите источник тепла. Запишите начальную температуру T₁ металла.
3. Измерение температуры: После определенного времени (например, 5 минут) отключите источник тепла и запишите конечную температуру T₂ .
4. Расчет количества теплоты: Используя мощность источника тепла и время нагрева, вычислите количество теплоты Q , переданное металлу.
5. Определение удельной теплоемкости: Подставьте значения в формулу и найдите удельную теплоемкость c .
Пример расчета:
Допустим, вы взяли алюминиевый образец массой 0.1 кг. После нагрева его температура изменилась с 20°C до 80°C. Если мощность источника тепла составляет 100 Вт и он работал 300 секунд:
1. Количество теплоты:
Q = P ⋅ t = 100Вт ⋅ 300с = 30000Дж
2. Изменение температуры:
Δ T = T₂ - T₁ = 80°C - 20°C = 60°C
3. Расчет удельной теплоемкости:
c = Q / m ⋅ Δ T = 30000 / 0.1 ⋅ 60 = 5000Дж/(кг·°C)
Заключение:
В ходе работы вы сможете определить удельную теплоемкость различных металлов и сравнить полученные результаты с литературными данными. Это поможет вам глубже понять термодинамические свойства материалов и их поведение при нагревании.
Вопросы для самопроверки:
1. Что такое удельная теплоемкость и как она определяется?
2. Как изменяется удельная теплоемкость в зависимости от материала?
3. Какие факторы могут влиять на точность ваших измерений?
Эта виртуальная лабораторная работа позволит вам не только получить практические навыки, но и углубить свои знания в области термодинамики и физики материалов.