Лабораторні роботи: ЛР №3 (1)

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3

Тема: Вивчення теплового балансу за умови змішування води різної темпе­ратури.

Хід роботи:

1. Визначити ціну поділки вимірюваль­них приладів:

а) мензурка — $\frac{100 - 80}{10}$ = 2 мл = 2 см³;

б) термометр — $\frac{30 - 20}{10}$ = 1 °C.

2. Визначити об’єм та температуру хо­лодної води: V₁ = 60 см³,

t₁ = 26 °C.

3. Визначити температуру гарячої води: t₂ = 84 °С.

4. Змішати у колориметрі холодну та гарячу воду, виміряти температуру су­міші: t = 58 °С.

5. Переливши всю воду з колориметра до мірного циліндра, виміряти загаль­ний об’єм води: V =140 см³.

6. Визначити масу холодної води:

m₁ = $\rho$ x V₁; m₁ = 1$\frac{г}{{см}^{3}}$ · 60 см³ = 60г = 0,06 кг

Обчислити кількість теплоти, одержа­ну холодною водою:

Q₁ = cm₁ (t – t₁); Q₁ = 4200$\frac{Дж}{кг\ ·\ ℃}$ · 0,06 кг х (58 °C – 26 °C) = 8064 Дж.

7. Визначити об’єм і масу гарячої води:

V₂ = V – V₁; V₂ = 140 см³ – 60 см³ = 80 см³;

m₂ = $\rho$ x V₂; m₂ = 1$\frac{1}{{см}^{3}}$ · 80 см³ = 80г = 0,08 кг

Обчислити кількість теплоти, віддану гарячою водою:

Q₂ = cm₂(t₂ – t); Q₂ = 4200$\frac{Дж}{кг\ ·\ ℃}$ · 0,08 кг х (84 °C – 58 °C) = 8736 Дж.

Температура води, $℃$			Об’єм води, см3			Маса води, кг		Кількість теплоти, Дж
t1	t2	t	V1	V	V2	m1	m2	Q1	Q2
26	84	58	60	140	80	0,06	0,08	8064	8736

Висновок: експериментальним шляхом підтверджено справедливість рівняння теплового балансу при змішуванні во­ди різної температури.

Q₁ $\approx$ Q₂. Розбіж­ність результатів полягає в тому, що частина теплової енергії, яку виділила гаряча вода при охолодженні, пішла на нагрівання колориметра та навколишнього середовища.

Завдання «із зірочкою».

Відносна похибка експерименту:

$\varepsilon$ = $\left| 1 - \ \frac{Q_{1}}{Q_{2}} \right|$ · 100%; $\varepsilon$ = $\left| 1 - \ \frac{8064\ Дж}{8736\ Дж} \right|$ · 100% = 7,7%.