№ 4. Измерение удельной теплоёмкости вещества. С помощью измерительного цилиндра налейте в калориметр холодную воду массой 150–200 г. Измерьте температуру воды. Определите массу металлического цилиндра на весах. Нагрейте цилиндр в горячей воде, температура которой известна. Перенесите его в калориметр с холодной водой, перемешайте и измерьте общую температуру воды и цилиндра. Рассчитайте количество теплоты, полученное водой при нагревании. Пренебрегая тепловыми потерями, определите количество теплоты, отданное цилиндром при остывании, и удельную теплоёмкость вещества цилиндра. Заполните таблицу 13: масса воды в калориметре m₁; начальная температура воды t₁; масса цилиндра m₂; начальная температура цилиндра t₂; общая температура воды и цилиндра t.

Измеренные в вашей работе значения на фотографии не указаны. Ниже — условный пример; замените его данными своих измерений. Для расчёта примем, что цилиндр полностью нагрелся до температуры горячей воды, а тепловыми потерями пренебрегаем.

Ход работы.

1. Выбираем условные измерения: масса воды m₁ = 0,18 кг (180 г), масса металлического цилиндра m₂ = 0,18 кг, начальная температура воды t₁ = 20 °C, начальная температура цилиндра t₂ = 100 °C, общая температура после теплообмена t = 26 °C.
2. Количество теплоты, полученное водой: Q₁ = cводы m₁(t − t₁) = 4200 · 0,18 · (26 − 20) = 4536 Дж.
3. По условию теплового баланса при пренебрежении потерями цилиндр отдаёт столько же теплоты: Q₂ = Q₁ = 4536 Дж.
4. Из уравнения Q₂ = cметалла m₂(t₂ − t) находим удельную теплоёмкость цилиндра: cметалла = Q₂ / [m₂(t₂ − t)] = 4536 / [0,18 · (100 − 26)] = 340,5 Дж/(кг·°C).

Таблица 13. Условные данные:

Ответ: в условном примере удельная теплоёмкость вещества цилиндра составляет примерно 341 Дж/(кг·°C). Для результата реального опыта необходимы ваши измерения массы и температур.