1. В калориметр налейте воду массой m₁ = 120 г комнатной температуры. Измерьте её температуру: t₁ = 22 °C; t₁ — начальная температура воды. 2. Нагрейте цилиндр в сосуде с горячей водой. Через некоторое время измерьте температуру воды в этом сосуде: t₂ = ___ °C. t₂ — начальная температура цилиндра. 3. Опустите цилиндр в калориметр с водой. Через некоторое время измерьте температуру воды в калориметре: t = ___ °C; t — общая температура воды и цилиндра. 4. Определите массу цилиндра, взвесив его на лабораторных весах: m₂ = ___ кг. 5. Вычислите c₂ — удельную теплоёмкость вещества, из которого изготовлен цилиндр, по формуле (1), подставив значения величин, измеренных на опыте. 6. Запишите в таблицу данные измерений: масса воды в калориметре m₁, кг; начальная температура воды t₁, °C; масса цилиндра m₂, кг; начальная температура цилиндра t₂, °C; общая температура воды и цилиндра t, °C; удельная теплоёмкость вещества c₂, Дж/(кг·°C). Ответьте на контрольные вопросы: 1. Можно ли проводить опыт без калориметра, в обычном стакане? 2. Чем объясняется различие между энергией, отданной горячей водой, и энергией, полученной холодной водой, в эксперименте? Сделайте выводы: сравните полученное значение удельной теплоёмкости вещества, из которого изготовлен цилиндр, с табличными данными.

Температура горячей воды, температура смеси и масса цилиндра на изображении не заполнены. Поэтому численно вычислить удельную теплоёмкость и сопоставить её с таблицей нельзя: для этого нужны измеренные t₂, t и m₂, а также вещество цилиндра для сравнения с табличным значением.

Перевод массы воды в килограммы:

\(m_1=120\text{ г}=0.120\text{ кг}\).

Для расчёта используйте формулу:

\[c_2=\frac{c_1m_1(t-t_1)}{m_2(t_2-t)},\qquad c_1=4200\ \text{Дж/(кг·°C)},\quad t_1=22\,°\text{C}.\]

Подстановка известных данных даёт:

\[c_2=\frac{4200\cdot0.120\cdot(t-22)}{m_2(t_2-t)}\ \text{Дж/(кг·°C)},\]

где m₂ нужно подставлять в килограммах, а температуры — в градусах Цельсия.

Таблица измерений:

Контрольные вопросы

1. В обычном стакане опыт провести можно, но результат будет менее точным: стакан тоже нагревается, а теплообмен с окружающей средой больше. Калориметр уменьшает эти потери и влияние нагревания сосуда.
2. Различие объясняется тем, что часть энергии нагревает сам калориметр и окружающую среду; кроме того, возможны погрешности измерения температуры, массы и неполное установление теплового равновесия.

Для вывода о веществе цилиндра сначала вычислите c₂ по результатам измерений, затем сравните его с табличными значениями удельной теплоёмкости. Чтобы выполнить численное сравнение, пришлите измеренные t₂, t и m₂ и укажите материал цилиндра.