Задание 1. Определение удельных теплоёмкостей алюминия и железа

Выполняя задание, нужно следить, чтобы образец при нагревании в печи не касался её стенок и был помещён в печь полностью. Образец нужно аккуратно поместить в уже прогретую печь, нагреть до 320–330 °С, а затем вынуть его из печки для остывания и разместить так, чтобы тепло из печки не влияло на его охлаждение.

Удобней и точнее измерять не температуру образца в зависимости от времени, а наоборот, измерять время, за которое образец охладится до заданной температуры. Замеры времени при охлаждении нужно производить через 20 °С, начиная с 300 °С и заканчивая при температуре 80 °С. Результаты замеров записываются в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Температура , оС	Время t, c
	Cu	Al	Fe
300 280 … 80	0 … … …	0 … … …	0 … … …

Проведя измерения с одним из образцов, нужно проделать те же действия со вторым, а затем и с третьим образцом: поместить в печь, нагреть, достать, охладить от 300 до 80 °С, измеряя время.

Анализ и обработка результатов измерений

1. По данным табл. 6.1 построить три графика зависимости температуры образца от времени охлаждения.

2. По графикам определить скорости охлаждения (см. рис. 6, с. 13) всех образцов при заданной температуре T_з, записать в табл. 6.2. Температуру, при которой определяются теплоёмкости, указывает преподаватель.

3. Найти и записать в табл. 6.2 значения молярной массы и плотности металлов в единицах СИ, а также значение удельной теплоёмкости меди при заданной температуре из табл. П.2 приложения 2.

4. Вычислить по (6.4) удельные теплоёмкости алюминия и железа и записать в табл. 6.2 с требуемой точностью.

5. По значениям с и  вычислить молярные теплоёмкости .

Таблица 6.2

Металл	,	,	Tз,	dT/dt,	c,	,
Cu
Al
Fe

6. Заполнив табл. 6.2, проанализируйте, во сколько раз отличаются друг от друга удельные теплоёмкости разных металлов и во сколько раз – молярные.

7. Сравните полученные Вами значения с универсальной газовой постоянной, вычислив отношение/R.

8. Сформулируйте и запишите обобщающий вывод.

Контрольные вопросы

1. Каковы цели лабораторной работы и что нужно сделать для их достижения?

2. Назовите составные части лабораторной установки и их назначение.

3. Какие величины измеряются в данной работе непосредственно? Какие вычисляются?

4. Дайте определение теплоёмкости, запишите определяющие формулы.

5. Каковы размерность и физический смысл отношения m/?

6. Дайте определение моля вещества, установите единицу измерения молярной массы, определите молярные массы меди, железа и алюминия.

7. Найдите связь между c и , установите их размерности.

8. Сформулируйте закон Дюлонга и Пти. Каково приблизительное значение молярной теплоёмкости твёрдых тел?

9. Выведите расчётную формулу (6.5).

10. Как определяют скорость охлаждения?