Отчет по виртуальной лабораторной работе №8. Отчет вирт. Первое высшее учебное заведение россии
 Скачать 228.03 Kb.
|
|
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  , переносимого через поперечное сечение проводника за малый интервал времени  , к этому интервалу времени.Масса – мера инертности тела, при поступательном движении. Законы и формулы:  где  - теплоёмкость тела  , – полученное или отданное количество теплоты  , - изменение температуры тела  .Закон Джоуля – Ленца: количество теплоты прямо пропорционально квадрату силы тока  , сопротивлению проводника  и времени прохождения тока  : (Дж)  где  - удельная теплоёмкость вещества  , - масса тела  , – температура тела,  .Схема установки: где 1 - муфельная печь,  2 – электронагреватель, 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);  – изменение времени (с);  – изменение температуры (К). Теплоемкость печи с образцом:  где U – напряжение (В); I – сила тока (А); ∆t – изменение времени (с);  – изменение температуры (К).Теплоемкость образца:  где  – теплоемкость печи ; - еплоемкость печи с образцом  Удельная теплоемкость образца:  ;где  теплоемкость образца ;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  , до пересечения с осью  , чтобы найти значение в момент времени t = 0 : Таким образом, собственная теплоемкость печи равна:   ,Для нахождения теплоемкости печи с образцом продлим график функции, аппроксимирующий зависимость  , до пересечения с осью  , чтобы найти значение  в момент времени t = 0 : Таким образом, теплоемкость печи с образцом равна:  ,Теплоемкость образца:    1564,343 ,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  , аппроксимируемые прямыми  , соответственно. 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%. |
