Питома теплоємність речовини – це кількість теплоти, яка потрібна для зміни температури тіла масою 1 кг, виготовленого з тієї ж речовини, на 1°С.
Різні речовини мають різну питому теплоємність.
Для вимірювання питомої теплоємності речовини, яка перебуває у твердому стані, використовують його теплообмін з рідиною, питома теплоємність якої відома. Щоб зменшити втрати теплоти у навколишнє середовище, експеримент проводять у калориметрі.
Основною характеристикою калориметра є його теплоємність С, яка показує, яку кількість теплоти потрібно передати калориметру, щоб змінити його температуру на 1 К.
Якщо теплообмін між досліджуваним твердим тілом і калориметром відбувається швидко, тоді кількість теплоти Qт, яку віддає досліджуване тіло дорівнює кількості теплоти Qк, яку одержує калориметр (вода і сам калориметр), тобто Qт = Qк.
Для визначення питомої теплоємності речовини беруть невелике тверде тіло, наприклад металеву гайку або звичайний ключ.
Для досліду важливо знати температуру гайки, ключа або іншого тіла, що використовується у досліді. Для нагрівання цього тіла можна помістити його у посудину з гарячою водою.
Температура гарячої води із зануреним в неї твердим тілом є одночасно температурою досліджуваного тіла, яку можна виміряти за допомогою термометра. У нашому випадку температура гарячої води дорівнює 600С, тому і температура гайки, як на малюнку, також дорівнюватиме 600С.
Налиємо у калориметр якусь кількість холодної води і виміряємо її температуру за допомогою термометра. У нашому випадку температура холодної води у калориметрі дорівнює 200С.
Швидко перекладемо нагріту гайку, тримаючи її за нитку щоб не обпектися), у калориметр з хололодною водою.
Внаслідок теплообміну температури гайки, калориметра і води вирівнюються. Кількість теплоти Q1, що отримала холодна вода в калориметрі та й сам калориметр, від зануреного в неї нагрітої гайки
(Q1 = c1m1(t° – t1°),
дорівнює кількості теплоти Q2, яку віддає гайка при охолоджені
Q2 = c2m2(t2°
– t°),
З рівності цих двох величин можна визначити питому теплоємність речовини, з якої виготовлена гайка.
Масу гайки вимірюють за допомогою важільних терезів,
масу води – мензуркою, враховуючи, що маса 1 мл води дорівнює 1 г.
Немає коментарів:
Дописати коментар