PASCO TD-8557 User Manual [ru]

Калориметр

2

1

Встроенные детали

1. Калориметры, 6 деталей

2. Водный кран с пластиковой трубопроводом

3. Аллюминиевая емкость

4. Медная емкость

5. Свинцовая емкость

6. Термометр

3

6

45

Введение

Предназначение калориметра -это первый шаг в изучении термодинамики, исследовании
роли теплоты в физических процессах. С прибавлением баланса, льда и теплового
источника такого как PASCO’s Model TD-8556 Steam Generator, эта установка может
проводить необходимые эксперименты. Четыре из них представлены в этом справочнике.

Эксперимент 1: Что такое калория?

Введение в основы температуры и теплоты и демонстрация сохранения энергии.

Эксперимент 2: Удельная теплоемкость

Измерение удельной теплоемкости алюминия, меди и свинца.

Эксперимент 3: Скрытая теплота испарения

Исследуется роль теплоты в сохранении пара в воде.

Эксперимент 4: Латентная теплота плавления

Исследуется роль передачи тепла в сохранении льда в воде.

Замечания по калориметру

Калориметр -это оборудование, которое термически изолирует эксперимент от его
окружения. В идеале, это означает что результат эксперимента, представленный
калориметром, независим от температуры окружения, потому что внешнее тепло не
влияет на калориметр.

Однако калориметр не идеален и может случиться так, что внешнее тепло может повлиять
на результат эксперимента. Чтобы минимизировать риск влияния воздуха. следуйте
правилам:

1. Время между мерой начальной и окончательной температуры минимально.

Другими словами сделайте критические части эксперимента быстрее, таким образом
время будет минимальным. (Не спешите, планируйте все тщательно)

2. Когда возможно, обеспечьте комнатную температуру между началом и концом
экспериме

Если температура при эксперименте холоднее комнатной, внешний воздух может
повлиять на калориметр. Если температура при эксперименте теплее, внешняя теплота
также повлияет на калориметр. Если же температура колеблется ниже или выше
комнатной одинаково, то теплота поглотится внешней температурой, что минимизирует
практический эффект эксперимента.

нта.

3. Измерение массы жидкости делается как можно ближе к критической температуре
измерения.

Это снижает эффект потери массы при испарении. Измерение мас
разделения считается хорошей техникой. (Смотрите инструкции в отдельных
экспериментах).

Замечание: В приложенных правилах, часто полезно провести быстрый предварительный
эксперимент, для того чтобы определить лучший начальные массы и температуры.

с жидкостей путем

Эксперимент 1: Что такое калория?

Необходимое оборудование

 Калориметры, 2
 Термометр
 Весы
 Горячая и холодная вода

Введение

Если две системы или два объекта различных температур начинают взаимодействовать,
энергия в форме теплоты передается от более теплой системе к холодной. Этот тепловой
переход увеличивает температуру прохладных систем и уменьшает температуру теплых.
Очевидно что в результате, обе системы достигают общей температуры- средней
температуры и тепловой переход останавливается.

Стандартной единицей измерения перехода тепла является калория. Калория определяется
как количество энергии необходимой для повышения температуры одного грамма воды от

14.5° C до 15.5° C. Однако, для наших целей, мы должны обобщить наше определение, и в
данном случае калория- это количество энергии необходимое для повышения
температуры одного грамма вещества на 1 градус Цельсия.

В нашем эксперименте вы можете смешивать горячую и холодную воду, зная ее массу и
температуру. Используя определения калории, вы можете установить количество
тепловой энергии, которая передается от горячей и холодной воды к их общей
окончательной температуре, а также определить сохраняется ли тепловая энергия в
данном процессе.

Процедура

1. Определите массу пустого калориметра, M

. Запишите результаты в таблицу 1.1.

cal

2. Наполните калориметр примерно на 1/3 холодной воды. Измерите массу калориметра

и воды вместе для определения M

cal + water cold

. Запишите ваши результаты.

3. Заполните второй калориметр примерно на 1/3 горячей воды. Температура должна

примерно на 20° C выше комнатной температуры. Измерьте калориметр и воду и
определите M

4. Измерьте T

cal + water hot

и T

hot

cold

. Запишите свои результаты.

, температуры горячей и холодной воды. Запишите результаты.

5. Сразу же после измерения температур, добавьте горячей воды в холодную и

помешайте с помощью термометра, пока температура не стабилизируется. Запишите
окончательную температуру всей жидкости. T

final

.

6. Измерьте последнюю массу калориметра и смешанной воды M

final

.

7. Повторите процедуру дважды с различными массами и температурами воды. (Вы

можете попробовать добавить холодную воду в горячую вместо горячей в холодную)

Запись информации

Информация

Эксперимент 1 Эксперимент 2 Эксперимент

3

M

cal

M

cal + water cold

M

cal + water hot

T

cold

T

hot

T

final

M

final

Вычисление

Пользуясь информацией в таблице, сделайте необходимые вычисления для определения
массы холодной и горячей воды (M
температурные изменения (T

cold

water cold

and T

and M

). Запишите результаты таблицу 1.2.

hot

), а также проходившие

water hot

Использую уравнение, показанное ниже, вычислите H

and H

cold

, теплоту полученную

hot

холодной и горячей водой соответственно. Запишите результаты в таблицу.

H

H

cold

hot

= (M

= (M

water cold

water hot

)(T

)(T

)(1 cal/g K)

cold

)(1 cal/g K)

hot

Вычисления

Эксперимент 1 Эксперимент 2 Эксперимент

3

M

water cold

M

water hot

T

T

cold

hot

H

H

cold

hot

Вопросы

8. Что имело больше термической энергии: два стакана воды перед смешиванием или

после их перемешивания? Была ли сохранена энергия?

9. Обсудите нежелательные источники потери или получения тепла которые могли

повлиять на эксперимент.

10. Если 200 g воды при 85° C были добавлены к 150 g воды при 15° C, какова будет

окончательная равновесная температура смеси?