Главная страница
Навигация по странице:

  • Кафедра общей и технической физики Отчет по лабораторной работе №10 По дисциплине ФИЗИКА

  • Закон Джоуля - Ленца

    		•

    ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОЕМКОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ. Л.Р,Виртуалка 6. Определение теплоемкости твердых тел


    Скачать 0.59 Mb.
    НазваниеОпределение теплоемкости твердых тел
    АнкорОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОЕМКОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ
    Дата27.04.2023
    Размер0.59 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаЛ.Р,Виртуалка 6.docx
    ТипОтчет
    #1094889

    Федеральное государственное бюджетное образовательное


    учреждение высшего образования

    Санкт-Петербургский горный университет
    Кафедра общей и технической физики

    Отчет по лабораторной работе №10

    По дисциплине ФИЗИКА

    (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

    Тема: Определение теплоемкости твердых тел

    Автор: студент гр. РГИ-20 ___________ Кирюшкин Е.Ю.

    (подпись) (Ф.И.О.)

    Дата: 17.11.2020

    Проверил: доцент _____________ / Кожокарь М.Ю. /

    (должность) (подпись) (Ф.И.О.)

    Санкт-Петербург

    2020

    Цель работы

    Измерение зависимости повышения температуры исследуемого образца в муфельной печи от времени;

    Вычисление по результатам измерений теплоемкости исследуемого образца.

    Краткие теоретические сведения

    Явление, изучаемое в работе: Теплопередача

    Определения (основных физических понятий, процессов, объектов и величин):

    Теплоемкость тела - количество теплоты, которое необходимо для нагревания единичного количества вещества.

    ,

    где Q - количество теплоты, Дж

    - температура тела, K

    Удельная теплоёмкость вещества - количество тепловой энергии, необходимой для повышения температуры одного килограмма вещества на один градус Цельсия.

    , 

    где m - масса тела, кг

    Т – температура тела, К

    Количество теплоты - энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче.

    Температура тела - физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы и определяющая направление теплообмена между телами.

    Напряжение - это отношение работы А сил электрического поля при перемещении электрического заряда q из одной точки в другую к заряду q.

    ,В

    где q –заряд, Кл

    A – работа сил электрического поля, Дж
    Сила тока - это величина I, равная отношению заряда , переносимого через поперечное сечение проводника за малый интервал времени , к этому интервалу времени.

    , А

    где t – время, с

    Масса - мера инертности тела, при поступательном движении.

    Законы и соотношения, лежащие в основе вывода расчётной формулы:

    Закон Джоуля - Ленца - количество теплоты прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока

    Q= I *R*t, Дж

    где R – сопротивление проводника, Ом

    Закон Ома - сила тока прямо пропорциональна напряжению, приложенному к участку цепи, и обратно пропорциональна сопротивлению проводника:





    где I-сила тока, A

    R – сопротивление проводника, Ом

    U – Напряжение проводника, В
    Определение теплоемкости тел обычно производится путем регистрации количества тепла Q, полученного телом, и соответствующего изменения температуры этого тела dT.

    Схема установки

    1.муфельная печь

    2.электронагреватель

    3.вентилятор обдува

    4.термопара

    5.цифровой термометр

    6.регулируемый источник питания

    7.выключатель нагрева

    8.таймер


    Основные расчетные формулы

    1)Суммарная теплоемкость печи и образца:



    где U2 – напряжение на источнике питания при нагревании печи с образцом, В

    I2 – сила тока при нагревании печи с образцом, А

    - скорость изменения температуры при нагревании печи с образцом,

    2)Теплоёмкость печи:



    где U1 – напряжение на источнике питания при нагревании пустой печи, В

    I1 – сила тока при нагревании пустой печи, А

    - скорость изменения температуры при нагревании пустой печи,

    3)Теплоёмкость образца:



    4)Удельная теплоёмкость образца:



    где m – масса образца

    Исходные данные:

    Образец – железный брусок

    m = 1кг,

    U = 205В,

    I = 4,1A

    Таблица результатов измерений и вычислений:

    Физ. величина


    T1


    T2


    Cп
    С
    С0
    с

    Ед. изм.

    № опыта

    c

    K




    K















    1
    40
    350
    0,35
    326
    -0,19
    590
    1019


    420,25


    420,25

    2
    40
    392
    0,05
    353
    -0,39
    800
    1245

    3
    40
    423
    -0,25
    376
    -0,55
    1085
    1462

    4
    40
    445
    -0,60
    395,5
    -0,72
    1528
    1724

    5
    40
    461
    -0,92
    412
    -0,87
    2101
    2038

    6
    40
    472,5
    -1,25
    426
    -1,05
    2923
    2401

    7
    40
    481
    -1,55
    438
    -1,20
    3955
    2802

    8
    40
    487
    -1,90
    448
    -1,39
    5603
    3362

    9
    40
    491,4
    -2,21
    456,4
    -1,56
    7641
    4002

    10
    40
    494,6
    -2,53
    463,5
    -1,73
    10506
    4735

    Погрешности прямых измерений:

    T=0,1 K,

    U=1 В,

    I=0,01 А,

    t=1 с.

    Вычисления:

    =



    ;

    ;

    ;

    ;

    Вычисление погрешностей косвенных измерений:









    Графический материал





    Результат





    Расхождение практических и теоретических значений:

    ,

    где сх – справочное значение удельной теплоёмкости материала образца.

    Вывод: По построенному графику можно увидеть, что с повышением температуры скорость нагрева образца в печи линейно замедляется. Полученное из вычислений экспериментальное значение расходится с теоретическим с относительной погрешность 5,35%. Возможные причины расхождения полученного результата с эталоном: малое количество опытов, человеческий фактор, неточность приборов.

    написать администратору сайта