№ 3. Измерение удельной теплоёмкости вещества. Цель работы: определить удельную теплоёмкость вещества. Указания к работе: 1) Налейте в калориметр холодную воду массой 150–200 г. Измерьте температуру воды. 2) Запишите результаты прямых измерений и вычислений в таблицу 13. 3) Опустите металлический цилиндр, вынутый из горячей воды, в калориметр. Температуру горячей воды узнайте у учителя. После того как температура воды перестанет меняться, измерьте общую температуру воды и цилиндра. 4) Выньте цилиндр из воды, оботрите его и определите массу с помощью весов. 5) Рассчитайте количество теплоты, полученное холодной водой при нагревании. 6) Пренебрегая тепловыми потерями, определите количество теплоты, отданное металлическим цилиндром при остывании.

Показания опыта и температура горячей воды на фото отсутствуют. Ниже приведён условный пример; замените принятые значения своими измерениями и уточните температуру горячей воды у учителя.

Примем: масса воды \(m_1=0{,}20\) кг (200 г), её начальная температура \(t_1=20\) °C, масса цилиндра \(m_2=0{,}10\) кг, начальная температура цилиндра \(t_2=100\) °C, общая температура после теплообмена \(t=24\) °C. Используем \(c_{в}=4200\) Дж/(кг·°C).

Теплота, полученная водой: \(Q_1=c_{в}m_1(t-t_1)=4200\cdot0{,}20\cdot(24-20)=3360\) Дж.

По условию тепловыми потерями пренебрегаем, поэтому цилиндр отдал такое же количество теплоты: \(Q_2=Q_1=3360\) Дж.

Удельная теплоёмкость цилиндра определяется из равенства \(Q_2=c_2m_2(t_2-t)\):

\(c_2=\frac{Q_2}{m_2(t_2-t)}=\frac{3360}{0{,}10\cdot(100-24)}\approx442\) Дж/(кг·°C).

Условно заполненная таблица 13:

Результат является примерным и зависит от материала цилиндра и точности измерений.

Ответ: в условном примере удельная теплоёмкость металлического цилиндра составляет примерно 442 Дж/(кг·°C).