![]() |
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Работа № 6 Определение теплоемкости твердого тела
Цель работы: 1) измерение зависимости повышения температуры исследуемого образца в муфельной печи от времени; 2) вычисление по результатам измерений теплоемкости исследуемого образца.
Определение теплоемкости тел обычно производится путем регистрации количества тепла dQ, полученного телом, и соответствующего изменения температуры этого тела dT. Теплоемкость определяется как:
Надежность измерения определяется в основном качеством калориметра. Необходимо, чтобы количество тепла, затрачиваемое на нагревание исследуемого тела, было существенно больше тепла, расходуемого на нагревание калориметра, и на потери, связанные с утечкой тепла из установки. При измерении теплоемкости твердых тел стараются или обеспечить как можно более полную теплоизоляцию тела от окружающей среды, или наоборот, не принимая специальных мер к теплоизоляции, учитывают при расчете потери тепла в окружающее пространство. Данная работа проводится на стандартном лабораторном оборудовании и предполагает при расчетах учет потерь тепла. Рассмотрим тепловой баланс установки при нагреве. В любой момент времени количество тепла, поступившее от электронагревателя идет на нагрев установки и на излучение в окружающую среду:
Величина DQпотерь пропорциональна разнице температур между печью и окружающим воздухом, и может быть принята равной нулю в начальный момент времени. Прямое определение величин в уравнении [2] в начальный момент времени невозможно, но подлежит косвенному вычислению. Для этого преобразуем [2], учитывая, что мощность нагревателя P равна DQнагр/Dt (Dt - интервал времени):
В уравнении [3] слагаемое Экспериментальная установка В работе используются: муфельная печь 1, содержащая электронагреватель 2, вентилятор обдува 3; термопара 4; цифровой термометр 5; регулируемый источник питания 6; выключатель нагрева 7; таймер 8. Схема установки изображена на рисунке 1. Вентилятор обдува 3 предназначен для равномерного распределения тепла внутри печи. Электронагреватель 2 подключен к регулируемому источнику питания постоянного тока 6, контроль напряжения и тока осуществляется вольтметром и амперметром, входящими в источник питания. Для измерения температуры воздуха служит термопара 4, подключенная к цифровому термометру 5.
ЗАДАНИЕ 1. Запустите лабораторную работу. Отметьте в лабораторном журнале характеристики (масса и материал) полученного образца. 2. Включите источник питания, установите напряжение, указанное преподавателем (или выбранное самостоятельно). Нагрев печи включается кнопкой "ВКЛ", расположенной на пульте НАГРЕВ только при закрытой дверце печи. Для закрывания/открывания дверцы надо нажать на нее левой кнопкой мыши. 3. Включите вентилятор обдува. 4. Не помещая исследуемый образец в печь, закройте дверцу, включите нагрев и одновременно запустите секундомер. Через интервалы времени 20¸40 сек. запишите значения температуры. Всего надо сделать 6¸8 измерений. Также запишите значения напряжения 5. Для каждого интервала времени Dt найдите соответствующее изменение температуры DT и посчитайте значения
рассчитать собственную теплоемкость печи CП. 6. После остывания печи поместите в нее исследуемый образец (для внесения/убирания образца надо нажать на него левой кнопкой мыши при открытой дверце). 7. Повторите измерения и вычисления по п.п. 4 и 5, изменив, если требуется, напряжение питания. Результаты измерений занести в таблицу №1: Таблица 1
Для получения приемлемой погрешности при проведении измерений необходимо, чтобы температура повышалась не менее, чем на 3¸4 °С за интервал измерения. По формуле [4] будет определена суммарная теплоемкость печи и образца С. Найдите теплоемкость образца Со:
Рассчитайте удельную теплоемкость: Сравните со справочными значениями.
Рекомендуемые страницы:
Читайте также:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-03-17; Просмотров: 1439; Нарушение авторского права страницы