Презентация - Лабораторная работа №1 «Сравнение количеств теплоты при смешивании воды разной температуры»

Лабораторная работа №1 Сравнение количеств теплоты при смешивании воды разной температуры.

Цель работы: определить количество теплоты, отданное горячей водой и полученное холодной при теплообмене, и объяснить полученный результат.
Оборудование: калориметр, мензурка, термометр, стакан.
Примечание Калориметр — прибор, применяемый во многих опытах при тепловых явлениях. Калориметр состоит из двух сосудов, разделенных воздушным промежутком. Дно внутреннего сосуда отделено от внешнего пластмассовой подставкой. Такое устройство позволяет уменьшать теплообмен содержимого внутреннего сосуда с внешней средой.

Правила охраны труда и техники безопасности
Будьте осторожны при работе с горячей водой. Не разливайте воду – возможны ожоги. Будьте осторожны при работе со стеклянной посудой (термометр, стакан, мензурка). Помните, стекло – хрупкий материал, легко трескается при ударах и резкой перемене температуры. Снимайте данные, не вынимая термометр из жидкости! На столе не должно быть никаких посторонних предметов.

ХОД РАБОТЫ:
Налейте в стакан холодную воду массой 100 г (отмерить мерным стаканом). Измерьте температуру холодной воды. Результаты измерения запишите в таблицу. Налейте в калориметр горячую воду массой 100 г. Измерьте температуру горячей воды. Результаты измерения запишите в таблицу. Не вынимая термометра из горячей воды, вылейте холодную воду из стакана в калориметр. Измерьте температуру смеси. Результат измерения запишите в таблицу. Рассчитайте количество теплоты Qг, отданное горячей водой при остывании до температуры смеси, и количество теплоты Qх полученное холодной водой при нагревании до той же температуры. Используйте формулы Qг = cmг (t2 - tг1) и Qх = cmх (t2 - tх1). Результаты вычислений запишите в таблицу. Сравните количество теплоты, отданное горячей водой, с количеством теплоты, полученным холодной водой (по модулю). Сделайте вывод.

Заполните таблицу
Масса холодной воды mх кг Температура холодной воды tх1 °С Количество теплоты, полученное холодной водой Qх Дж Температура смеси t2 °С Масса горячей воды mг, кг Температура горячей воды tг1°С Количество теплоты, отданное горячей водой Qг Дж
0,1 19 34 0,1 53

Сравните количества теплоты Qг и Qх.
Сделайте соответствующий вывод.
ВЫВОД: _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Ответьте на вопросы:
Каким прибором вы пользовались для определения температуры воды? Какова цена деления этого прибора? Какую минимальную температуру можно измерить этим прибором? Какую максимальную температуру можно измерить этим прибором? Как определить абсолютную погрешность измерения? Чему равна абсолютная погрешность измерения?

Контрольные вопросы:
1. Как определялась в эксперименте масса воды? 2. Почему калориметр имеет двойные стенки? 3. Почему холодную воду надо брать комнатной температуры? 4. Будут ли равными изменения температуры и количество отданной и принятой теплоты, если использовать неравные массы теплой и холодной воды? Суперзадание: объясните, как влияет на полученные результаты участие в теплообмене калориметра. Всегда ли можно этим влиянием пренебречь?

Контрольные вопросы:
1) Как определялась в эксперименте масса воды? Через плотность по формуле m=pV, т.е. косвенно, без использования весов. Так как плотность воды 1 г/см3, то масса 100 мл = 100 см3 будет 100г = 0,1 кг 2) Почему калориметр имеет двойные стенки? Чтобы меньше терялась теплота в окружающую среду 3) Почему холодную воду надо брать комнатной температуры? Чтобы её температура не изменялась из-за влияния воздуха в кабинете, т.к. она же не в калориметре 4) Будут ли равными изменения температуры и количество отданной и принятой теплоты, если использовать неравные массы теплой и холодной воды? Изменения температуры не будут одинаковыми, а количество отданной и принятой теплоты будут равны Суперзадание: объясните, как влияет на полученные результаты участие в теплообмене калориметра. Всегда ли можно этим влиянием пренебречь? Ответ: Уравнение теплового баланса строго выполняется только в том случае, если система теплоизолирована. Хотя калориметр снижает потери энергии, связанные с теплопередачей в окружающую среду, тем не менее они остаются. Кроме того, есть потери за счёт теплообмена между водой и калориметром. Поэтому количество теплоты, отданное теплой водой, будет всегда больше, чем количество теплоты, полученное холодной водой. Если тёплую воду вливать в холодную, то различие между Qотд и Qпол будет больше, чем в случае, когда холодную воду добавляют в тёплую. Это обусловлено тем, что в первом случае потери энергии в окружающую среду будут частично скомпенсированы за счёт количества теплоты, которое холодной воде передают калориметр и термометр. Таким образом, как это ни кажется странным, проверяемое положение о равенстве отданного и принятого количества теплоты выполнения работы будет подтверждено точнее, если в калориметр наливать сначала холодную воду, а затем доливать горячую (как и указано в работе). Что касается второй части вопросы, всегда ли можно влиянием калориметра пренебречь? Нет, не всегда. Можно пренебречь тогда, когда удельная теплоёмкость и масса внутреннего стакана калориметра мала по сравнению с массой воды (жидкости) находящейся в калориметре.