Отчет по виртуальной лабораторной работе №8. Отчет вирт. Первое высшее учебное заведение россии
![]()
|
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ ![]() МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра общей и технической физики Отчёт по лабораторной работе №6 По дисциплине Физика (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану) Тема работы: Определение теплоемкости твердых тел Выполнил: студент гр. НГС-21-2 Бабин И.С. (шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.) Дата: Проверил: (должность) (подпись) (Ф.И.О) Санкт-Петербург 2022 Цель работы: измерить зависимость повышения температуры исследуемого образца в муфельной печи от времени и вычислить его теплоемкость по результатам измерений. Краткие теоретические сведения: Явление, изучаемое в работе: теплопередача. Определения: Теплоёмкость тела – это величина, определяемая количеством теплоты, необходимым для нагревания тела на 1 К. Удельная теплоёмкость вещества – это величина, определяемая количеством теплоты, которое необходимо для нагревания 1 кг тела на 1 К. Температура тела – это мера теплового хаотичного движения частиц, составляющих это тело. Количество теплоты – энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче. Напряжение – это отношение работы А сил электрического поля при перемещении электрического заряда q из одной точки в другую к заряду q: Сила тока – это величина I, равная отношению заряда ![]() ![]() Масса – мера инертности тела, при поступательном движении. Законы и формулы: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Закон Джоуля – Ленца: количество теплоты прямо пропорционально квадрату силы тока ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Схема установки: где 1 - муфельная печь, ![]() 3 - вентилятор обдува, 4 – термопара, 5 - цифровой термометр, 6 - регулируемый источник питания, 7 - выключатель нагрева, 8 – таймер. Основные расчётные формулы: Теплоемкость печи: ![]() ![]() где U – напряжение (В); I – сила тока (А); ![]() ![]() Теплоемкость печи с образцом: ![]() ![]() где U – напряжение (В); I – сила тока (А); ∆t – изменение времени (с); ![]() Теплоемкость образца: ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() Удельная теплоемкость образца: ![]() где ![]() ![]() m – масса образца (кг). Формулы погрешностей косвенных измерений: Средняя квадратичная погрешность теплоемкости печи: ![]() ![]() ![]() Средняя квадратичная погрешность теплоемкости печи с образцом: ![]() ![]() Средняя квадратичная погрешность теплоемкости образца: ![]() ![]() Средняя квадратичная погрешность удельной теплоемкости образца: ![]() ![]() Исходные данные: Масса латунного бруска: ![]() Удельная теплоёмкость образца: ![]() Сила тока: ![]() Напряжение: ![]() Начальная температура: ![]() Погрешности прямых измерений: Погрешность измерения времени: Δt = 1 c ; Погрешность измерения температуры: ΔT = 0,1 К ; Погрешность измерения силы тока: ΔI = 0,01 А ; Погрешность измерения напряжения: ΔU = 1 В . Таблицы для занесения результатов измерений: Таблица 1.
Пример вычислений: Для нахождения собственной теплоемкости печи продлим график функции, аппроксимирующий зависимость ![]() ![]() ![]() ![]() Таким образом, собственная теплоемкость печи равна: ![]() ![]() Для нахождения теплоемкости печи с образцом продлим график функции, аппроксимирующий зависимость ![]() ![]() ![]() ![]() Таким образом, теплоемкость печи с образцом равна: ![]() ![]() Теплоемкость образца: ![]() ![]() ![]() ![]() Удельная теплоемкость образца: ![]() Пример вычислений косвенных погрешностей: Средняя квадратичная погрешность теплоемкости печи: ![]() ![]() ![]() Средняя квадратичная погрешность теплоемкости печи с образцом: ![]() ![]() Средняя квадратичная погрешность теплоемкости образца: ![]() Средняя квадратичная погрешность удельной теплоемкости образца: ![]() Графический материал: Графики завимостей натуральных логарифмов отношений изменения температуры к изменению времени для пустой печи и печи с образцом ![]() ![]() ![]() Экспериментальные точки:
![]() ![]() Конечные результаты: Экспериментально вычисленное значение удельной теплоемкости образца с учётом средней квадратичной погрешности: ![]() Оценка погрешности относительно табличного значения теплоёмкости латуни: ![]() Вывод: В ходе проделанной работы была исследована зависимость повышения температуры исследуемого образца твердого тела в муфельной мечи от времени, а также экспериментальным путём измерена теплоемкость материала, из которого он изготовлен. В ходе сравнения результатов расчётов с табличными данными было выявлено, что погрешность экспериментальных данных составила приблизительно 3,74%. |