WYZNACZANIE CIEP A W A CIWEGO CIECZY METOD OSTYGANIA

wiczenie C3

WYZNACZANIE CIEP A W A CIWEGO CIECZY METOD OSTYGANIA

Przyrz dy

a nia wodna, 2 kalorymetry z mieszad ami i termometrami, os ony kalorymetrów, stoper, waga..

Korzystaj c z prawa ostygania podanego przez Newtona mo na doj!" do nast#puj cych zale no!ci okre!laj cych zmiany temperatury z czasem:

ln (T- T

) = -

hS +

/ 1 /

lub

T – T

= b exp

hS

/ 2 /

T

– temperatura otoczenia T - temperatura stygn cego cia a S - pole powierzchni stygn cego cia a m - masa cia a

c - ciep o w a!ciwe cia a

h - wspó czynnik okre!laj cy w asno!ci powierzchni stygn cej Z zale no!ci / 2 / wynika, e ró nica

temperatur mi#dzy cia em i otoczenie maleje w sposób wyk adniczy. Obrazem graficznym zale no!ci / 1 / jest linia prosta o nachyleniu

a = -

hS

.

, przecinaj ca o! rz#dnych w punkcie b .

Ostyganie mo na wykorzysta" do pomiaru ciep a w a!ciwego obserwuj c stygni#cie

dwóch cia o identycznych powierzchniach, ale ró nych ciep ach w a!ciwych c

i masach m

( i =1,2 ). Nieznane ciep o w a!ciwe mo na wtedy wyznaczy" z zale no!ci :

c

= c

1 2 1 2

.

m m a

a / 3 /

gdzie a

( i = 1, 2 ) stanowi warto!ci odpowiednich wspó czynników nachylenia prostych opisuj cych stygni#cie.

Kolejno!" wykonywanych czynno!ci

1. Zwa y" kolejno dwa puste kalorymetry.

2. Do jednego kalorymetru nala" wody a do drugiego gliceryny w ilo!ci ¾ obj#to!ci kalorymetru.

3. Zwa y" kolejno nape nione kalorymetry.

4. Oba kalorymetry w o y" do a ni wodnej i podgrzewa" do temperatury oko o 50

C.

5. Po osi gni#ciu tej temperatury przez obie ciecze wyj " kalorymetry z a ni i wstawi" do odpowiednich os on.

6. Odczeka" kilka minut ( ca y czas mieszaj c obie ciecze w kalorymetrach ) a nast#pnie w czy" stoper odczytywa" co 5 min. temperatur# wody T

i gliceryny T

. Pomiar zmiany temperatury z czasem przeprowadza" przez godzin#.

7. Wyniki pomiarów przedstawi" w tabeli :

T

T

– T

T

T

– T

Ln ( T

– T

) ln ( T

– T

)

[ K ] [ K ] [ K ] [ K ] [ - ] [ - ]

T

= ... m

= ... m

= ...

8. Obliczy" mas# wody i mas# gliceryny .

9. Sporz dzi" wykresy T - T

= f ( t ) oraz ln (T – T

) = f ( t ) dla wody i dla gliceryny.

10. Zastosowa" metod# regresji liniowej do obliczenia a

i a

prostych:

ln ( T

– T

) = - a

t + b oraz ln (T

– T

) = - a

t + b

. Obliczy" równie odchylenia standardowe S

oraz S

. 11. Obliczy" ciep o w a!ciwe gliceryny przy pomocy wzoru ( 3 ) .

12. Obliczy" niepewno!" maksymaln wyznaczonego ciep a w a!ciwego gliceryny.

Wymagania

- sposoby przenoszenia ciep a [ 6 ]

- prawo ostygania, wyznaczanie ciep a w a!ciwego metod ostygania, wyprowadzenie wzorów wykorzystanych w "wiczeniu [ 1, 6 ]

.