За допомогою електрокалориметра

Лабораторна робота №9

Порядок виконання

1) Вивчити лабораторну установку, записати технічні характеристики приладів.

2) Зібрати схему для проведення дослідів, що зображена на рис.8.3а.

3) Увімкнути напругу і встановити її значення за вказівкою викладача за допомогою ЛАТРа.

4) Змінюючи значення резистора R1 записати показання приладів (амперметрів та вольтметра). Вимкнути напругу.

5) Зібрати схему для проведення дослідів, що зображена на рис.8.3б.

6) Увімкнути напругу і встановити її значення за вказівкою викладача за допомогою ЛАТРа.

7) Змінюючи значення R1 записати показання приладів (амперметрів та вольтметрів). Вимкнути напругу.

8) Записати отримані дані в таблицю, перевірити виконання 1-го та 2-го законів Кірхгофа.

Таблиця 8.1

№ досліду	І1, А	І2, А	І3, А	U, B

Таблиця 8.2

№ досліду	І1, А	І2, А	U1, B	U2, B	U3, B

Контрольні запитання

1) Дайте визначення першого правила Кірхгофа.

2) Дайте визначення другого правила Кірхгофа.

3) Що називають електрорушійною силою.

4) Використання першого та другого правил Кірхгофа для аналізу електричних кіл.

ВИЗНАЧЕННЯ ПИТОМОЇ ТЕПЛОЄМНОСТІ РІДИНИ

Мета роботи: визначення питомої теплоємності рідини методом електрокалориметра.

Прилади та матеріали: калориметр з кришкою та тепловидільним елементом (спіраллю); вольтметр; амперметр; термометр; напівпровідниковий випрямляч ВС-24м; з’єднувальні дроти; технічні терези; набір рідин.

Теоретичні відомості

При проходженні електричного струму по провідниках останні нагріваються. Кількість тепла, що виділяється при проходженні струму за законом Джоуля – Ленца:

(9.1)

де І – сила струму в провіднику; U – падіння напруги на кінцях провідника; R – опір провідника; τ − час проходження струму.

Виділення тепла обумовлене тією роботою, яку виконують над зарядами електростатичні та сторонні сили.

Кількість тепла, що необхідна для нагрівання рідини у калориметрі на ΔtºС, можна розрахувати за формулою:

(9.2)

де m₁ – маса досліджуваної рідини; с₁ – питома теплоємність рідини; m₂ – маса калориметра; с₂ – питома теплоємність матеріалу калориметра; t₁ та t₂ – температура рідини до і після нагрівання.

Порівнюючи праві частини рівнянь (9.1) та (9.2), знайдемо шукану величину – питому теплоємність рідини:

(9.3)

В дійсності , тому що у приведених розрахунках не враховані втрати тепла під час нагрівання внаслідок взаємодії нагрітих тіл (калориметра та рідини) з навколишнім середовищем. Втрати тепла пов’язані з теплопровідністю та випромінюванням, у результаті чого .

Але цю похибку можна звести до мінімуму, якщо нагрівання рідини проводити від до , де t_cеp – температура навколишнього середовища (у даному випадку кімнатна температура). Тоді при нагріванні від t₁ до t_cеp калориметр з рідиною одержують від навколишнього середовища тепло ΔQ, а при нагріванні від t_cеp до t₂ віддають навколишньому середовищу приблизно таку ж кількість тепла.

Опис вимірювальної схеми.

Для визначення питомої теплоємності рідини за формулою (9.3) необхідно експериментально знайти значення І, U, τ, m₁, m₂, Δt. Значення питомої теплоємності матеріалу калориметра с₂ беремо з довідкової таблиці.

Схема для вимірювання І, U, τ та Δt показана на рис.9.1.

Нагрівальний елемент (спіраль) 6 занурюється в досліджувану рідину 3, що знаходиться в калориметрі 7. Кінці спіралі підведені до клем, закріплених на кришці калориметра. Паралельно спіралі підключено вольтметр 2, призначений для визначення падіння напруги U на спіралі. Амперметр 3 вимірює струм у спіралі. Температура вимірюється за допомогою термометра 4, який розташований у рідині таким чином, щоб його кінець знаходився на рівні спіралі.

Живлення електричного кола здійснюється від мережі через напівпровідниковий випрямляч 1 ВС-24М. Регулятором напруги випрямляча 8 можливо змінити напругу та струм в електричному колі. Відлік часу τ робиться за допомогою секундоміра.

Дата добавления: 2014-12-27