ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3
Тема: Вивчення теплового балансу при змішуванні води різної температури.
Мета: визначити теплоту, віддану гарячою водою, і теплоту, одержану холодною водою, при змішуванні; порівняти значення.
Обладнання: мірний циліндр, термометр, калориметр, склянка з холодною водою, склянка з гарячою водою, паперові серветки, мішалка.
Опрацювання результатів
Маса холодної води $ m_1 $ і теплота $ Q_1 $, яку вона одержала:
$ m_1 = \rho \cdot V_1 = 1 \, г/мл \cdot 70 \, мл = 70 \, г = 0,07 \, кг $
$ Q_1 = c \cdot m_1 \cdot (t – t_1) = 4200 \, \frac{Дж}{кг \cdot ^°C} \cdot 0,07 \, кг \cdot (50 ^°C – 15 ^°C) = 10290 \, Дж $
Об’єм $ V_2 $ і маса $ m_2 $ гарячої води та теплота $ Q_2 $, яку вона віддала:
$ V_2 = V – V_1 = 170 \, мл – 70 \, мл = 100 \, мл $
$ m_2 = \rho \cdot V_2 = 1 \, г/мл \cdot 100 \, мл = 100 \, г = 0,1 \, кг $
$ Q_2 = c \cdot m_2 \cdot (t_2 – t) = 4200 \, \dfrac{Дж}{кг \cdot ^°C} \cdot 0,1 \, кг \cdot (80 ^°C – 50 ^°C) = 12600 \, Дж $
Таблиця результатів
| Температура води,°C | Об’єм води, мл | Маса води, кг | Кількість теплоти, Дж | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| $t_1$ | $t_2$ | $\Delta t$ | $V_1$ | $V$ | $V_2$ | $m_1$ | $m_2$ | $Q_1$ | $Q_2$ |
| 15 | 80 | 50 | 70 | 170 | 100 | 0,07 | 0,1 | 10290 | 12600 |
Аналіз результатів експерименту
а) Порівняйте кількість теплоти, віддану гарячою водою, і кількість теплоти, одержану холодною водою
Кількість теплоти, віддана гарячою водою $ Q_2 = 12600 $ Дж, більша за кількість теплоти, одержану холодною водою $ Q_1 = 10290 $ Дж.
б) Зазначте причину можливої розбіжності результатів
Розбіжність $ Q_2 > Q_1 $ через передачу частини енергії від гарячої води калориметру та оточенню. Це теплові втрати під час експерименту. Рівняння теплового балансу $ Q_1 = Q_2 $ не виконується через взаємодію з довкіллям.