Лабораторная работа №2 ГДЗ Перышкин 8 класс (Физика)

Измерение удельной теплоемкости твёрдого тела
• Цель работы
Определить удельную теплоёмкость металлического цилиндра.
• Приборы и материалы
Стакан с водой, калориметр, термометр, весы, гири, металлический цилиндр на нити, сосуд с горячей водой.
• Вычисления:
с1 = 4200 Дж/ (кг • °C) – теплоёмкость воды
а) Количество теплоты Q1, которое получила вода при нагревании:
Q1= с1m1(t-t1)
б) Количество теплоты Q2, отданное металлическим цилиндром при охлаждении:
Q2= с2m2(t-t2)
Q1 = Q2
с1m1(t-t1) = с2m2(t2-t)
с2= ( с1m1(t-t1) )/(m2(t-t2)) = (4200*0,11(38-23))/(0,17(81-38))= 948 Дж/(кг • °C)
Посмотрев табличные значения удельной теплоёмкости, можно сделать вывод, что цилиндр изготовлен из алюминия. (с2табл = 920 Дж/(кг•°C)). Полученное значение получилось не точным, т.к. присутствует погрешность приборов и действует теплообмен.
• Вывод: в ходе данной лабораторной работы, мы определили, что цилиндр изготовлен из алюминия.

Дано

$$c_1=4200\ \text{Дж/(кг}\cdot^\circ\text{C)}$$ — удельная теплоёмкость воды

$$m_1=0{,}11\ \text{кг}$$ — масса воды

$$t_1=23^\circ\text{C}$$ — начальная температура воды

$$m_2=0{,}17\ \text{кг}$$ — масса цилиндра

$$t_2=81^\circ\text{C}$$ — начальная температура цилиндра

$$t=38^\circ\text{C}$$ — общая температура воды и цилиндра

Количество теплоты, полученное водой:

$$Q_1=c_1m_1(t-t_1)$$

Количество теплоты, отданное металлическим цилиндром:

$$Q_2=c_2m_2(t_2-t)$$

По закону сохранения энергии:

$$Q_1=Q_2$$

Тогда

$$c_1m_1(t-t_1)=c_2m_2(t_2-t)$$

Отсюда

$$c_2=\frac{c_1m_1(t-t_1)}{m_2(t_2-t)}$$

Подставим значения:

$$ c_2=\frac{4200\cdot0{,}11\cdot(38-23)}{0{,}17\cdot(81-38)}= \frac{4200\cdot0{,}11\cdot15}{0{,}17\cdot43}\approx 948\ \text{Дж/(кг}\cdot^\circ\text{C)} $$

Полученное значение близко к табличному значению удельной теплоёмкости алюминия $$920\ \text{Дж/(кг}\cdot^\circ\text{C)}$$. Небольшое расхождение связано с погрешностями измерений и теплообменом с окружающей средой.

Ответ

$$c_2\approx 948\ \text{Дж/(кг}\cdot^\circ\text{C)}$$, цилиндр изготовлен из алюминия.