11. Обновлённая 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. Updated 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 «Определение удельной теплоемкости металлов» может быть организована следующим образом:

Цель работы

Определить удельную теплоемкость различных металлов, используя экспериментальные данные о нагреве и охлаждении образцов.

Оборудование

1. Нагревательный элемент (например, электрическая плитка).

2. Термометр или пирометр.

3. Измерительная посуда (колба или стакан).

4. Металлические образцы (например, медь, алюминий, железо).

5. Вода (для создания теплового контакта).

6. Весы для измерения массы образцов.

7. Таймер.

Теория

Удельная теплоемкость (c) — это количество теплоты (Q), необходимое для нагрева единицы массы вещества на один градус Цельсия. Формула для определения удельной теплоемкости:

 Q = mcΔ T

где:

• Q — количество теплоты,

• m — масса образца,

• c — удельная теплоемкость,

• Δ T — изменение температуры.

Процедура

1. Подготовка: Измерьте массу каждого металлического образца с помощью весов и запишите данные.

2. Нагрев: Поместите металлический образец в воду и нагрейте его до определенной температуры (например, 100 °C).

3. Измерение температуры: Используйте термометр, чтобы следить за температурой воды и металлического образца.

4. Охлаждение: После достижения заданной температуры, уберите образец из воды и поместите его в заранее измеренное количество холодной воды в другой посуде.

5. Запись данных: Следите за изменением температуры воды и металлического образца до достижения теплового равновесия.

6. Расчет: Используйте собранные данные для расчета удельной теплоемкости каждого металла по формуле:

    c = Q/(mΔ T)

где Q можно определить по количеству теплоты, переданному от металла к воде.

Обработка результатов

1. Постройте график зависимости температуры от времени для каждого образца.

2. Сравните полученные значения удельной теплоемкости с табличными данными для различных металлов.

3. Проанализируйте возможные источники ошибок в эксперименте.

Заключение

Подведите итоги эксперимента, обсудите, насколько полученные значения соответствуют литературным данным, и сделайте выводы о влиянии различных факторов на результаты.

Дополнительные задания

1. Исследуйте влияние различных условий (например, начальной температуры воды) на результаты.

2. Проведите аналогичный эксперимент с другими материалами (пластик, стекло и т.д.) для сравнения.

Эта виртуальная лабораторная работа позволит вам понять основные принципы термодинамики и методы измерения физических свойств материалов.