Исследование теплофизических свойств веществ

Лабораторная №1. Исследование теплофизических свойств веществ.

Цель работы: Проверить выполнение уравнения теплового баланса на примере теплообмена между n телами.

Для установления факта выполнения в первом приближении уравнения теплового баланса, описывающего теплообмен между n телами, необходимо выполнить наблюдения за результатами лабораторных экспериментов в соответствии со следующей методикой и техникой эксперимента.

 1. Подготовить сосуды (колбы) с водой и другими жидкостями, подлежащими исследованию, электронагреватель, мерный стакан, термометр, весы с разновесами, пинцет, калориметр.

2. Определить с помощью весов и разновесов массу внутреннего стакана калориметра ( mк = ) и занести в табл.

3. Налить в стакан калориметра 50 − 100 мл. воды (объём воды предварительно определить с помощью мерного стакана

4. С помощью весов и разновесов определить массу стакана с водой mсв =

5. Найти массу холодной воды в стакане калориметра mхв = mсв − mк . С другой стороны, mхв Vхв

6. С помощью термометра определить начальную температуру холодной воды txС0 (а следовательно, и начальную температуру стакана калориметра).

7. В мерный стакан налить 50 − 100 мл. горячей воды (объём горячей воды определить по шкале мерного стакана Vтв ). Найти массу горячей воды mГВ = ρ × VГВ.

8. С помощью термометра определить начальную температуру горячей воды t0 ГС.

9. Горячую воду массой mГВ налить в стакан калориметра, смешав её с холодной водой. С помощью термометра измерить установившуюся температуру смеси холодной воды с горячей t 0 C.

10. Подсчитать количество теплоты QГ , отданное горячей водой и количества теплоты QХ , QК ,  полученные холодной водой и стаканом калориметра при теплообмене:

Qг = св × mгв (tг0 С - t 0С)

Qх = св × mХВ (t - t х)

Qк= са × mк (t - t х)

11. Рассчитать суммарное количество теплоты Q, полученное холодной водой и стаканом калориметра при их нагревании

Q = QХ + QК

Сравнением QГ и Q определить погрешность, характеризующую неточность выполнения уравнения теплового баланса QГ = Q

δQ = Qг – Q/ Qг × 100% = (1- Q/ Qг) × 100%

12.Провести анализ результатов эксперимента, оценки погрешностей δQ и сформулировать соответствующие выводы в отчёте.

Все результаты расчётов и измерений занести в таблицу 1.

Таблица 1 – Проверка условного баланса

Контрольные вопросы

1. Каковы основные микроскопические и макроскопические свойства газов?

В соответствии с молекулярно-кинетической теорией вещества (МКТ–В) макроскопические свойства газов, жидкостей и твёрдых тел обусловлены проявлением у них микроскопических свойств на атомно-молекулярном уровне. Эту связь макроскопических (механических и теплофизических) свойств веществ с их микроскопическими свойствами наиболее удобно проследить на основе анализа табл. 1.