Порядок выполнения эксперимента. В работе определяется зависимость приращения температуры от времени нагревания сначала для калориметра только с водой

В работе определяется зависимость приращения температуры от времени нагревания сначала для калориметра только с водой, затем для калориметра с этой же водой и исследуемым телом. При этом ток в спирали калориметра неизменен, в отсутствие теплообмена с окружающей средой эти зависимости были бы линейными. В реальных условиях графики этих зависимостей имеют вид, изображенный на ри­сунке 3.

Для нагревания пустого калориметра на ∆t₁ градусов потребуется отрезок времени τ₁, для нагревания того же калориметра с телом на ∆t₁ потребуется больший промежуток времени τ₂. Это объясняется тем, что в этом случае энергия, выделяемая в нагревателе, идет не только на нагревание воды и внутреннего стакана калориметра, но дополнительно еще и на нагревание исследуемого тела. Следует заметить, что промежуток времени ∆t₁, вообще говоря, можно выбирать произвольным, но из соображений точности измерения его следует выбрать таким, чтобы разность времени τ₁ и τ₂ была как можно большей, но не чрезмерно большой. Попробуйте это условие обосновать самостоятельно, опираясь на особенности графика, приведенного на рис. 3. Удельная теплоемкость исследуемого вещества может быть определена из уравнения теплового баланса (различием в тепловых потерях в окружающее пространство пренебрегаем):

I²R_Н(τ₂—τ₁) = с_уд.m∆t_{1 ,} (2)

откуда:

_. (3)

Здесь R_н — сопротивление спирали нагревателя, , m – масса исследуемого тела.

Зная удельную теплоемкость, и опираясь на определение молярной теплоемкости, легко рассчитать молярную теплоемкость.

Оценку относительной погрешности ε для удельной теплоемкости тела проводим по формуле:

, (4)

где δ(∆t₁), δ(∆τ) – абсолютные погрешности соответственно измерения приращения температуры и времени нагревания, определяемые из точности цены деления осей при построении графиков ∆t₁ =f(τ_н.). ∆I, ∆R_н, ∆m– абсолютные ошибки, определяемые по классу точности амперметра, омметра и весов.

Выпол­нение работы и обработку результатов измерений проводите в следую­щей последовательности.

После ознакомления с конструкцией калориметра и используемыми в работе приборами, измерьте с помощью мультиметра сопротивление нагревателя R_н, массу исследуемого тела m с учетом инструментальных погрешностей приборов. Эти измерения занесите в таблицу №1, подготовленную в период оформления протокола к данной работе.

Таблица №1