НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ
«ГОРНЫЙ»
Кафедра общей и технической физики.
Лабораторная работа №6
Определение теплоемкости твердого тела.
Выполнил: студент гр.ГС_14-1 __________ / Яковлева Е.С. /
(подпись) (Ф.И.О.)
Проверил: доцент ___________ / Фицак В.В. /
(подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
2015 год
Цель:
1) измерение зависимости повышения температуры исследуемого образца в муфельной печи от времени;
2) вычисление по результатам измерений теплоёмкости исследуемого образца.
Краткие теоретические данные:
1.Явление, изучаемое в работе:
Теплопередача.
Определения
Теплоёмкость тела – это величина, численно равная отношению количества теплоты, переданному телу, к температуре этого тела.
Удельная теплоёмкость вещества – это коэффициент, равный отношению переданного телу количества тепла к массе и изменению его температуры.
Температура тела – это мера теплового хаотичного движения частиц, составляющих это тела.
Напряжение – это отношение работы А сил электрического поля при перемещении электрического заряда из одной точки в другую к заряду.
Сила тока – это величина I, равная отношению заряда, переносимого через поперечное сечение проводника за малый интервал времени к этому интервалу времени.
Масса – мера инертности тела, при поступательном движении.
Законы и соотношения, использованные при выводе расчётной формулы.
Закон Джоуля - Ленца – количество теплоты прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока:
;
Закон Ома – сила тока прямо пропорциональна напряжению, приложенному к участку цепи, и обратно пропорциональна сопротивлению проводника:
|
|
Теоретически ожидаемый результат:
Значение, которое мы получили в ходе лабораторной работы, не будет сильно отличатся от теоретического.
Схема установки и пояснение к ней:
1-Муфельная печь,
2- Электронагреватель,
3-Вентилятор обдува,
4-Термопара,
5-Цифровой термометр,
6-Регулируемый источник питания,
7-Выключатель нагрева,
8-Таймер;
Основный расчетные формулы:
1.Формула теплоемкости:
; где 
- суммарная теплоёмкость печи и образца,
- напряжение на источнике питания при нагревании печи с образцом, 
- сила тока при нагревании печи с образцом, 
- скорость изменения температуры при нагревании печи и образца.
2.Формула теплоемкости образца:
; где 
- теплоёмкость образца, С –теплоемкость, Сп –теплоемкость печи.
3.Формула удельной теплоемкости образца:
; где 
- удельная теплоёмкость образца, 
- масса образца, Co -теплоемкость образца.
Формула расчета погрешности косвенных измерений:
- погрешность теплоемкости
-погрешность теплоемкости образца
-погрешность удельной теплоемкости
Погрешности прямых измерений:
Погрешность времени ∆t=0,001 с
Погрешность температуры ∆T=0,1 0С
Погрешность силы тока ∆I=0,01 А
Погрешность напряжения ∆U=1 В
Таблицы результатов:
Результаты измерений и вычислений:
| Физ.величина |
| T1 | 
| T2 | 
|
|
|
|
|
| Ед.измерений | c | K | K/c | K | K/c | Дж/K | Дж/K | Дж/K | Дж/K*кг |
| № опыта | |||||||||
| 300,7 | -1,203 | 297,7 | -1,777 | 666,666 | 1176,470 | 509,804 | 254,902 | ||
| 306,7 | -1,328 | 301,1 | -1,897 | 754,716 | 1333,333 | 578,617 | 289,308 | ||
| -1,469 | 304,1 | -2,040 | 869,565 | 1538,461 | 668,896 | 334,448 | |||
| 316,6 | -1,634 | 306,7 | -2,302 | 1025,641 | 974,359 | 487,179 | |||
| 320,5 | -1,771 | 308,7 | -2,465 | 1176,470 | 2354,941 | 1178,471 | 589,235 | ||
| 323,9 | -1,966 | 1428,571 | |||||||
| 326,7 | -2,120 | 1666,666 | |||||||
| 329,1 | -2,302 |
|
|
Графический материал:
Исходные данные:
Напряжение U=100 В
Сила тока I=2 А
Масса(латунь) m=2 кг
Пример подсчета:
= ln 
=ln0,17=-1,771
Пример подсчета косвенных погрешностей:
Окончательный результат:
Табличный результат:
Вывод: было проведено экспериментальное определение теплоемкости латуни. В результате вычислений теплоемкость была определена с погрешностью 2,8%.