Вимірювання питомої теплоємності твердої речовини
питоме тепло Ср тіла (або питома теплоємність) - це кількість енергії, необхідна для підвищення температури одиниці маси тіла на один кельвін. Таким чином, юридичною одиницею є джоуль на кілограм-кельвін (Дж. Кг -1, К -1).
Насправді ми маємо Cp = lim (ΔQ/M.ΔT), якщо ΔT прагне до 0.
Для твердих речовин та рідин значення при постійному тиску не відрізняються від значень при постійному обсязі.
Питома теплота води становить C шкіра = 4186 Джоуль/кг K (при 0 ° C і нормальних умовах тиску).
Вимірювання базується на тому, що якщо ми помістимо в адіабатичну камеру два тіла А і В з різною температурою, вони розвиватимуться у напрямку теплової рівноваги, і кількість теплоти, яку отримує одне, дорівнює кількості теплоти, переданої іншим.
Зауважимо, що якщо тіла помістити в калориметр, він також побачить, що його температура змінюється: необхідно враховувати його теплотворну здатність, мкал, яка називається еквівалентною у воді і, як правило, виражається в грамах.
Для визначення Cp використовується адіабатичний калориметр (скляний посудину або посудину Дьюара з нержавіючої сталі), який містить масу m води при температурі t. Доводимо масу М тіла, що вивчається, до температури T> t, потім занурюємо тіло в калориметр і чекаємо, поки температура стабілізується на рівні Tf.
У початковому стані маємо Q1 = (м + мкал) .Cpeau.t + M.Cp.T
У кінцевому стані маємо: Q2 = (м + мкал) .Cpeau.Tf + M.Cp.Tf.
Якщо калориметр адіабатичний, маємо Q1 = Q2. З міри Tf ми можемо вивести Cp.
Для визначення водного еквівалента калориметра масу m води при температурі t змішують з масою води M при температурі T. З вимірювання Tf виходить мкал. Значення мкал залежить від наповнення калориметра.
Примітка: Питома теплоємність твердої речовини тепер визначається за допомогою пристрою термодиференціального аналізу, який дозволяє проводити швидші та точніші вимірювання, ніж історичний метод, описаний тут.
Виберіть тіло для вивчення і за допомогою курсорів варіюйте значення М і Т.
Визначте значення Ср різних запропонованих тіл.