Wyznaczanie ciepła właściwego ciał stałych.
Teoria kinetyczno - molekularna budowy materii przyjmuje, ze ciała zbudowane są z atomów lub cząstek. Elementy tych ciał znajdują się w ciągłym ruchu. Do określenia położenia cząstki potrzebna jest minimalna liczba współrzędnych czyli tzw. Liczba stopni swobody. Zasada ekwipatrycji energii głosi, że na każdy stopień swobody cząsteczki gazu przypada średnio ta sama ilość energii równa:
gdzie: E - średnia wartość energii przypadająca na stopień swobody
k - stała Boltzmanna
T - temperatura w skali Kelvina
Wzrostowi energii kinetycznej towarzyszy wzrost temperatury, dlatego definiujemy ją jako miarę energii kinetycznej przypadającej na jeden stopień swobody.
Sumaryczną energię wszystkich cząstek nazywać będziemy energią wewnętrzną. Energia ta może być przekazywana między dwoma ciałami w kierunku malejącej temperatury. Ilość energii, którą pobiera jednostka masy ciała na podgrzanie o jeden stopień K nazywa się ciepłem właściwym. Z tej definicji wynika, że dowolna masa m przy ogrzaniu o dowolny przyrost temperatury pobiera tej energii: gdzie:
Q - ilość ciepła pobranego
c - ciepło właściwe
m - masa ciała
Ciepłem nazywamy energię przepływającą między ciałami w wyniku różnicy temperatur. W każdej wymianie ciepła biorą udział co najmniej dwa ciała lub układ ciał. Prawo bilansu cieplnego głosi, że w układzie izolowanym termicznie ilość ciepła oddanego przez jedno ciało jest równa ilości ciepła pobranego przez inne ciało układu.
Ciepło pobrane przez kalorymetr i wodę oblicza się w następujący sposób:
gdzie:
- odpowiednio ciepło właściwe wody i kalorymetru
- temperatura końcowa i początkowa
- masa wody i kalorymetru
Z podanego wyrażenia obliczamy ciepło oddane:
Prawo bilansu cieplnego pozwala porównać prawe strony tych równań.
Opis ćwiczenia:
Ważymy część wewnętrzną kalorymetru
Część wewnętrzną kalorymetru napełniamy do połowy wodą i ponownie ważymy
Ogrzewamy badane ciało
Ciało ogrzane wkładamy do kalorymetru
Przeprowadzamy pomiar temperatur
Wykreślamy wykres zależności temperatury od czasu
Wyznaczamy na wykresie szukane temperatury i
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)