Ćwiczenie C3 WYZNACZANIE CIEPŁA WŁAŚCIWEGO CIECZY

wiczenie C3
WYZNACZANIE CIEP A W A CIWEGO CIECZY METOD OSTYGANIA
Przyrz dy
a nia wodna, 2 kalorymetry z mieszad ami i termometrami, os ony kalorymetrów, stoper,
waga..
Korzystaj c z prawa ostygania podanego przez Newtona mo na doj!" do nast#puj cych
zale no!ci okre!laj cych zmiany temperatury z czasem:
ln (T- T0 ) = -
hS
t +b
cm
/1/
T – T0 = b exp
hS
t
cm
/2/
lub
T0 – temperatura otoczenia
T - temperatura stygn cego cia a
S - pole powierzchni stygn cego cia a
m - masa cia a
c - ciep o w a!ciwe cia a
h - wspó czynnik okre!laj cy w asno!ci powierzchni stygn cej
Z zale no!ci / 2 / wynika,
temperatur mi#dzy cia em i
maleje w sposób wyk adniczy.
graficznym zale no!ci / 1 /
prosta o nachyleniu
e ró nica
otoczenie
Obrazem
jest linia
hS
, przecinaj ca o! rz#dnych
c.m
w punkcie b .
Ostyganie mo na wykorzysta" do pomiaru
ciep a w a!ciwego obserwuj c stygni#cie
dwóch cia o identycznych powierzchniach, ale ró nych ciep ach w a!ciwych ci i masach
mi
( i =1,2 ). Nieznane ciep o w a!ciwe mo na wtedy wyznaczy" z zale no!ci :
a =-
c1 = c2
a 2 m2
.
a1 m1
/3/
gdzie ai ( i = 1, 2 ) stanowi warto!ci odpowiednich wspó czynników nachylenia prostych
opisuj cych stygni#cie.
Kolejno!" wykonywanych czynno!ci
1. Zwa y" kolejno dwa puste kalorymetry.
2. Do jednego kalorymetru nala" wody a do drugiego gliceryny w ilo!ci ¾ obj#to!ci
kalorymetru.
3. Zwa y" kolejno nape nione kalorymetry.
4. Oba kalorymetry w o y" do a ni wodnej i podgrzewa" do temperatury oko o 50 0C.
5. Po osi gni#ciu tej temperatury przez obie ciecze wyj " kalorymetry z a ni i wstawi" do
odpowiednich os on.
6. Odczeka" kilka minut ( ca y czas mieszaj c obie ciecze w kalorymetrach ) a nast#pnie
w czy" stoper odczytywa" co 5 min. temperatur# wody Tw i gliceryny Tg . Pomiar
zmiany temperatury z czasem przeprowadza" przez godzin#.
7. Wyniki pomiarów przedstawi" w tabeli :
Tw
[K]
T0 = .........
Tw – T0 Tg
[K]
[K]
Tg – T0
[K]
Ln ( Tw – T0 )
[-]
mw = ...........
ln ( Tg – T0 )
[-]
mg = ............
8. Obliczy" mas# wody i mas# gliceryny .
9. Sporz dzi" wykresy T - T0 = f ( t ) oraz ln (T – T0 ) = f ( t ) dla wody i dla gliceryny.
10. Zastosowa" metod# regresji liniowej do obliczenia aw i ag prostych:
ln ( Tw – T0 ) = - aw t + b
oraz
ln (Tg – T0 ) = - ag t + b’ .
Obliczy" równie odchylenia standardowe Sa w oraz
Sa g .
11. Obliczy" ciep o w a!ciwe gliceryny przy pomocy wzoru ( 3 ) .
12. Obliczy" niepewno!" maksymaln wyznaczonego ciep a w a!ciwego gliceryny.
Wymagania
- sposoby przenoszenia ciep a
[6]
- prawo ostygania, wyznaczanie ciep a w a!ciwego
wzorów wykorzystanych w "wiczeniu [ 1, 6 ]
.
metod
ostygania, wyprowadzenie