Ćwiczenie 24 - Mechatronika

Uniwersytet l ski, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Instytut Technoligii i Mechatroniki
wiczenie 24
WYZNACZANIE CIEPŁA TOPNIENIA LODU METOD KALORYMETRYCZN
Przebieg wiczenia
A. Wyznaczanie pojemno ci cieplnej kalorymetru.
A1. Zwa y
10-krotnie suche naczynie wewn trzne kalorymetru wraz z przykrywk
i
mieszadełkiem
(m1 ), ale bez termometru z korkiem.
A3. Kalorymetr wypełni do połowy podgrzan
wod
o temperaturze około tc=250C (zwa y
napełniony wod kalorymetr m2, masa wody mc=m2-m1).
A3. Po ustaleniu si temperatury nale y dola tyle samo wody (mz) o temperaturze około tz=50C
(mz=m3-m2, gdzie m3-masa kalorymetru po dolaniu zimnej wody) i okre li
temperatur
mieszaniny.
A4. Temperatur odczytywa co 0,5 minuty poczynaj c od 5 minut przed dolaniem zimnej wody
do
5 minut po wymieszaniu obu cieczy.
A5. Wykre li zale no
temperatury od czasu.
A6. Z wykresu wykonanego w punkcie A5 wyznaczy warto ci temperatur Tz i Tm, posługuj c
si metod interpolacji.
A7. Zgodnie z zasad bilansu cieplnego wyznaczy warto
pojemno ci cieplnej kalorymetru,
korzystaj c ze wzoru:
C = c (m3 − m2 )
oraz obliczy warto
(t m − t z )
− (m2 − m1 )
(t c − t m )
jej niepewno ci.
B. Wyznaczanie ciepła topnienia lodu.
B1. Zwa y osuszony kalorymetr (m1)
B2. Nala lekko podgrzanej wody (35oC) do około 2/3 obj to ci kalorymetru i ponownie zwa y
(m2).
B3. Przygotowa kilka kawałków topniej cego lodu (ok. 10 cm3)
B3. Mierzy temperatur wody w kalorymetrze w odst pach 30s ci gle mieszaj c.
B4. Gdy temperatura wody w kalorymetrze si ustali, wrzuci osuszone kawałki lodu, mierz c
nadal temperatur w odst pach 30s, a to momentu, gdy temperatura przestanie opada .
B5. Zwa y kalorymetr (m3)
Uniwersytet l ski, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Instytut Technoligii i Mechatroniki
B6. Obliczy mas wody i lodu w kalorymetrze oraz ich niepewno ci.
B7. Wykre li zale no
temperatury wody w kalorymetrze od czasu.
B8. Z wykresu wykonanego w punkcie B7, poprzez interpolacj , okre li warto
pocz tkowej i ko cowej wody w kalorymetrze.
B9. Korzystaj c z zale no ci:
q=
obliczy warto
C k + mw c w
(T p − Tk ) − cwTk
mL
ciepła topnienia lody oraz niepewno .
Ciepło wła ciwe kalorymetru - ck = 896 J/kg K
Ciepło wła ciwe wody - cw = 4186 J/kg K
Przyrz dy:
kalorymetr, lód, termometr, waga techniczna, odwa niki, zlewka.
Literatura:
H. Szydłowski, „Pracownia fizyczna”
C. Halliday, R. Resnick, Fizyka
temperatury