Добавлен: 18.03.2024
Просмотров: 14
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Санкт-Петербургский горный университет
Кафедра ОТФ
Отчет по лабораторной работе №6
По дисциплине: Физика
(наименование учебной дисциплины, согласно учебному плану)
Тема работы: Исследование теплоемкости твердых тел
Выполнил: студент гр.
(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О)
Оценка:
Дата:
Проверил
руководитель работы:
(должность) (подпись) (Ф.И.О)
Санкт-Петербург
2022
Цель работы:
1) Измерение зависимости повышения температуры исследуемого образца в муфельной печи с течением времени;
2) Вычисление по результатам измерений теплоёмкости исследуемого образца.
Термины:
Теплоемкостью тела называется величина, определяемая количеством теплоты, необходимым для нагревания тела на 1° К.
В твердых телах частицы вещества «закреплены» в определённых положениях равновесия, отвечающих минимуму энергии взаимодействия их друг с другом. Основной формой движения, доступной таким частицам, являются колебания около положений равновесия, называемых узлами кристаллической решётки. Амплитуда этих колебаний составляет незначительную долю расстояния между атомами (≈0,05r0).
Металл состоит из положительно заряжённых ионов, совершающих тепловые колебания вокруг узлов кристаллической решётки. Между ними движутся так называемые свободные электроны, слабо связанные с ионами решётки. Они ведут себя подобно электронному газу. Наличием свободных электронов объясняется высокая электропроводимость металлов.
Выполнение работы:
Экспериментальная установка:
В работе используются: муфельнаяпечь1, содержащаяэлектронагревател2, вентилятор обдува 3; термопара 4; цифровой термометр 5; регулируемый источник питания 6; выключател нагрева 7; таймер 8
Схема установки изображена на рисунке 1 Вентилятор обдува 3 предназначен для равномерного распределения тепла внутри печи. Электронагреватель2подключк
регулируемому источнику питания постоянного тока 6, контроль напряжения и тока
осуществляется вольтметром и амперметром, входящими в источник питания. Для измерения температуры воздуха служит термопара 4, подключенная к цифровому термометру 5.
Расчетные формулы:
;
;
;C1-C2=Cобр(
),Где: С-теплоемкость; с-удельная теплоёмкость; С1-теплоемкость печи; С2-теплоемкость печи с 0образцом; Собр-теплоемкость образца; U-напряжение системы; I-сила тока в цепи; m-масса образца.
Исходные данные:
T0=293 K; U=100 В; I=2 А; m=2кг
Погрешность прямых измерений:
Т=0,1 К; t=0,01 c
Ход работы:
| № опты |  | T1(K) | ln  | T2(K) | ln  | Cп  | С | Со | с  |
| 1 | 30 | 304 | -1 | 297,3 | -1,94 | 480,8 |  |  |  |
| 2 | 30 | 313 | -1,2 | 300,9 | -2,12 | 480,8 | | | |
| 3 | 30 | 318,9 | -1,6 | 304,3 | -2,18 | 480,8 | | | |
| 4 | 30 | 324 | -1,77 | 307,5 | -2,24 | 480,8 | | | |
| 5 | 30 | 328,1 | -1,99 | 310,4 | -2,33 | 480,8 | | | |
| 6 | 30 | 331,3 | -2,23 | 313 | -2,44 | 480,8 | | | |
| 7 | 30 | 333,8 | -2,48 | 315,4 | -2,52 | 480,8 | | | |
| 8 | 30 | 335,8 | -2,71 | 317,6 | -2,61 | 480,8 | | | |
| 9 | 30 | 337,3 | -3 | 319,7 | -2,66 | 480,8 | | | |
| 10 | 30 | 338,5 | -3,22 | 321,6 | -2,76 | 480,8 | | | |
Пример вычислений:
Анализ графиков:
График 1. Зависимость значения натуральных логарифма отношения изменения температуры и времени
от времени 
при нагревании печи без образца. Из данного графика получено значение
Тогда
График 2. Зависимость значения натуральных логарифма отношения изменения температуры и времени
от времени при нагревании печи с образцом.Из данного графика получено значение
Тогда
График 1
График 2
Вычисления:
