Определение теплоемкости жидкости. Определение теплоёмкости жидкости методом нагрева потока жидкости
 Скачать 115.26 Kb.
|
Цель работы: определение коэффициента удельной теплоёмкости жидкости. Задачи работы: 1. Изучение конструкции установки. 2. Определение коэффициента удельной теплоемкости жидкости. Введение Тепловые явления, т.е. явления, связанные с нагревом или охлаждением тел, являются весьма важными в молекулярной физике. Основным здесь является понятие теплоты. Нагретое тело отличается от холодного тем, что молекулы нагретого тела движутся интенсивно и хаотически. Поэтому теплотой можно назвать форму беспорядочного (теплового) движения образующих тело частиц (молекул, атомов и др.). Физической величиной, которая количественно измеряет теплоту, является количество теплоты Q - это количество энергии, получаемое (или отдаваемое) телом при нагреве (или охлаждении). Это количество энергии тратится на увеличение (или уменьшение) интенсивности хаотического (теплового) движения молекул, составляющих тело. Единица измерения теплоты в системе СИ - Джоуль. Допускается измерение количества теплоты в калориях: 1 кал = 4,1868 Дж, 1 ккал = 4186,8 Дж, 1 Дж = 0,239 кал. Наряду с работой А, количество теплоты является мерой измерения внутренней энергии тела. При теплообмене внутренняя энергия тела меняется в результате прямых взаимодействий (соударений) молекул тела с молекулами окружающих тел. Количество теплоты, поглощаемое телом при его нагревании на 1 градус (1°С или 1°К), называется теплоемкостью, С. Теплоемкость единицы массы вещества называется удельной теплоемкостью, Суд. Более строго теплоемкость нужно определять как отношение количества теплоты dQ, сообщаемое телу, к изменению температуры dТ тела при бесконечно малом приращении этих величин:  где m - масса тела. Теплоемкость имеет размерность Дж/К или кал/К. Размерность удельной теплоемкости Дж/кг  К или кал/кг К.Экспериментальное определение теплоемкости тела сводится к измерению количества теплоты DQ, переданного телу и соответствующего изменения его температуры DТ. Зная массу тела, можно рассчитать удельную теплоемкость по формуле:  Тепловой (энергетический баланс) тела при изменении его температуры описывается уравнением:  Экспериментальная установка представлена на рисунке 1.  Рис. 1. Экспериментальная установка для определения теплоемкости жидкости методом нагрева потока жидкости Использование полученных данных Таблица 1 – Результаты измерений и вычислений
Рассчитаем удельную массовую теплоёмкость формуле:  где  количество теплоты, затраченное на нагрев жидкости от температуры t1 до температуры t2, Дж/c;  массовый расход жидкости, кг/с; где  плотность воды при средней температуре, кг/м3;  объёмный расход воды, м3/с.Количество теплоты, затраченное на нагрев жидкости, определяется соотношением:  где  количество электроэнергии, затраченное на нагрев, кВт;  коэффициент потерь энергии в электрической части установки (принимаем  0,95);  потери тепла через ограждающие конструкции (принимаем  0,1 ).
Вывод: в результате выполнения лабораторной работы была рассчитана удельная массовая теплоёмкость воды методом нагрева потока жидкости. Вычисленная теплоёмкость имеет большое расхождение со справочным значением (  4200 Дж/( )). Можем предположить, что погрешность связана с тем, что в конструкции лабораторной установки отсутствует счётчик электроэнергии, и нет возможности напрямую снимать показатели потребляемой мощности. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
