№ 2. Измерение удельной теплоёмкости вещества. Цель работы; приборы и материалы; ход работы: 1) таблица — масса воды m₁, кг; начальная температура воды t₁, °C; масса исследуемого вещества m₂, кг; начальная температура вещества t₂, °C; общая (конечная) температура t, °C. Видимое значение: m₁ = 0,15 кг. 2) Рисунок установки. 3) Расчёты. 4) Вывод.

Цель работы: определить удельную теплоёмкость исследуемого вещества методом теплового баланса.

Приборы и материалы: калориметр с водой, исследуемое тело, весы, термометр, сосуд для нагревания тела, нагреватель и средства для переноса горячего тела.

Ход работы:

1. Измерить массу воды и записать начальную температуру воды t₁.
2. Измерить массу исследуемого тела и определить его начальную температуру t₂ после нагревания.
3. Поместить тело в калориметр с водой, перемешать и измерить установившуюся температуру t.
4. Подставить измеренные значения в формулу теплового баланса.

1) Таблица измерений

2) Схема установки

3) Расчёты

По закону сохранения энергии теплота, полученная водой, равна теплоте, отданной телом: \(c_{\text{воды}}m_1(t-t_1)=c m_2(t_2-t)\).

Отсюда удельная теплоёмкость вещества: \(c=\dfrac{c_{\text{воды}}m_1(t-t_1)}{m_2(t_2-t)}\), где \(c_{\text{воды}}=4200\) Дж/(кг·°C). На доске не видны необходимые измерения t₁, m₂, t₂ и t, поэтому численное значение c по исходному опыту определить нельзя.

Условный пример расчёта (значения, кроме m₁, приведены только для образца; замените их собственными измерениями): пусть m₁ = 0,15 кг, t₁ = 20 °C, m₂ = 0,10 кг, t₂ = 80 °C, t = 24 °C. Тогда \(c=\dfrac{4200\cdot0.15\cdot(24-20)}{0.10\cdot(80-24)}=450\) Дж/(кг·°C).

4) Вывод: по измеренным массам и температурам удельную теплоёмкость находят из уравнения теплового баланса. Для завершения расчёта по вашему опыту нужны значения t₁, m₂, t₂ и t; пришлите их, чтобы получить экспериментальный результат.