Материал: Шилов Лабораторный практикум курса обсчей физики Разделы 2012

Теперь следует подготовить к работе физическую часть лабораторной установки.

6.С помощью мерного стакана налейте в калориметр 300 мл воды из-под крана. Объем налитой в калориметр воды запишите в заранее подготовленную табл. 2.8.1 в лабораторном журнале.

7.Выберите (согласовав с преподавателем) одну из связок предлагаемых в работе образцов, взвесьте ее с помощью электронных весов, стоящих на лабораторном столе, массу образца запишите в табл. 2.8.1.

8.Убедитесь, что химический стакан (5 на рис. 2.8.2) наполнен водой примерно на 2/3 объема. При необходимости попросите сотрудников лаборатории долить воды.

9.Связку образцов повесьте на горизонтальный фиксатор штатива 4 так, чтобыобразцыоказалисьполностьюпогруженнымивводу.

10.В левом нижнем углу главного настроечного окна термодатчика на экране монитора (см. рис. 2.8.3) найдите клавишу «Далее» и щелкните по ней левой кнопкой «мыши». Настроечное окно исчезнет с экрана, вместо него появятся два других. Одно из них – информационное, на нем индицируется значение температуры воды в калориметре, измеряемое термодатчиком. Второе – малых размеров окошко с заголовком «Кобра3 – измерение» – предназначено для запуска процесса измерения зависимости температуры от времени. Пронаблюдайте за показаниями термодатчика на экране дисплея и убедитесь, что эти показания остаются постоянными с точностью до десятых долей градуса.

11.Зажгите горелку 7, расположенную под стаканом 5, (или включите электронагреватель) и нагрейте воду в стакане с погруженной в нее связкой образцов до кипения.

Таблица 2.8.1

Объем воды в калориметре, мл

Масса воды в калориметре, кг

Масса образца, кг

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Левой кнопкой «мыши» щелкните по кнопке «Начать измерение» на малом окошке «Кобра3 – измерение». С этого момента

86

запись зависимости температуры воды в калориметре от времени началась.

2.Подождите 5–10 с, чтобы образец полностью прогрелся до температуры кипящей воды.

3.Выключите нагреватель воды.

4.Осторожно извлеките образец из сосуда с кипящей водой и поместите его в калориметр. Проследите, чтобы образец был полностью погружен в воду и не касался температурного датчика в калориметре.

5.Следите за повышением температуры в калориметре по показаниям изображения стрелочного прибора на дисплее компьютера. Периодически (два раза в минуту) помешивайте воду в калориметре легкой пластмассовой ложечкой.

6.Когда температура перестанет расти и даже обнаружит тенденцию к снижению, щелкните левой кнопкой «мыши» по клавише «Прекратить измерения». На экране появится график зависимости температуры воды в калориметре от времени (рис. 2.8.4).

7.Попросите преподавателя, ведущего занятия в вашей под-

группе, оценить график. Если график будет признан неудовлетворительным, измерение придется повторить.

8.В случае одобрения графика преподавателем следует опреде-

лить численные значения Тнач и Трав. Для этого найдите на панели инструментов (в верхней части экрана, справа) иконку в виде белого прямоугольника, ограниченного жирной черной линией. Щелкните по этой иконке левой кнопкой «мыши» и на экране (поверх графика) появится прямоугольник, две вершины которого, лежащие на одной диагонали, обозначены цифрами «1» и «2», а в верхней правой части экрана появится окошко, где представлены координаты этих вершин

вединицах, которые отложены по осям графика. Там же приведены значения разностей одноименных координат вершин.

9.Еслиподвестикоднойизэтихвершинкурсор«мыши», то, нажав

иудерживая нажатой левую кнопку, можно перемещать эту вершину по экрану с помощью «мыши». Добейтесь такого положения прямоугольника, при котором его нижняя горизонтальная сторона соответствуеттемпературеТнач, аверхняя– температуреТрав (рис. 2.8.5).

10.Запишите в первую строку табл. 2.8.2 в своем лабораторном журнале высвеченные на экране значения Тнач и Трав.

87

Выполните измерение удельной теплоемкости того же образца еще два раза. Для этого:

•извлеките связку с образцами из калориметра и поместите его в химический стакан с водой, стоящий на нагревателе, включите нагреватель;

•в верхней строке меню на экране дисплея компьютера выберите пункт «Файл» (крайняя левая позиция), щелкните по нему «мышью», на выпавшем меню выберите верхнюю строку («Новое измерение»);

•когда вода с погруженным в нее образцом закипит, выполните пп. 1–10 раздела «Порядок выполнения работы».

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

1. Вычислите значения теплоемкости образца для всех выполненных измерений по формуле (2.8.1), используя данные, занесенные в табл. 2.8.1 и 2.8.2, и значение теплоемкости калориметра

Скал = 80 Дж/К.

2. Обработайте результаты измерений по методу Корнфельда, а именно:

вычислите среднее значение теплоемкости образца по формуле

c = cmax +cmin ,

2

где сmax и cmin –максимальное и минимальное значение теплоемкости из табл. 2.8.2 соответственно;

вычислите полуширину доверительного интервала для теплоемкости по формуле

c = cmax −cmin ;

2

90