Файл: Отчет по дисциплине Физика Тема работы.docx

Скачать файл (0,73Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.11.2023

Просмотров: 15

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра общей и технической физики

ОТЧЕТ

По дисциплине: Физика

Тема работы: Исследование теплоемкости металлов
Выполнил студент гр.

^{(шифр группы) (подпись) (Ф. И. О.)}

Дата:

Проверил

руководитель работы:

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О)}

Санкт-Петербург

2023

Цель работы

Исследование теплоемкости металлов, овладение экспериментальными навыками определения теплоемкости.

Краткое теоретическое содержание

Явление, изучаемое в работе. Теплопередача

Определения основных физических понятий, объектов, процессов и величин.

Теплоемкость – физическая величина, показывающая какое количество теплоты необходимо сообщить телу, чтобы нагреть его на один градус.

Теплопроводность – процесс переноса внутренней энергии от более нагретых частей тела (или тела) к менее нагретым частям (или телам), осуществляемый хаотически движущимися частицами тела (атомами, молекулами, электронами и т.п.).

Внутренне трение – процесс, в котором возникают силы трения между слоями жидкости или газа, перемещающимися параллельно друг другу с различными по модулю скоростями.

Вязкость – свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой.

Диффузия – явление самопроизвольного взаимного проникновения и перемешивания частиц (молекул, ионов атомов, электронов) двух соприкасающихся веществ.

Удельная теплоемкость – это теплоемкость единицы массы вещества.

Молярная теплоемкость – это теплоемкость одного моля вещества.

Температура Дебая – температура, указывающая для каждого вещества область, где становится существенным квантование энергии колебаний.

Теплоемкость кристаллической решетки обусловлена атомной подсистемой, является частью теплоемкости твердого тела.

Электронная теплоемкость – часть полной теплоемкости твердого тела, обусловленная тепловым движением электронов, обычно пренебрежимо мала, только при высоких температурах, т.е. выше температуры Дебая, становится значительной.

Законы и соотношения, описывающие изучаемые процессы, на основании которых получены расчетные формулы. Пояснения к физическим величинам и их единицы измерения.

Теплоемкость металла равна сумме теплоемкостей электронной и решеточной подсистем:

Закон Фурье: гласит, что скорость теплопередачи через материал пропорциональна отрицательному градиенту температуры и площади, перпендикулярной этому градиенту, через который протекает тепло.

Где

– плотность теплового потока

– количество теплоты, которое передается за время

через площадку

, расположенную перпендикулярно направлению переноса внутренней энергии

– коэффициент теплопроводности или теплопроводность. Знак минуса показывает, что перенос внутренней энергии происходит в напралении убывания температуры.

Закон Дюлонга и Пти: молярная теплоемкость всех химически простых кристаллических твердых тел не зависит ни от свойств вещества, из которого состоит кристалл, ни от его температуры, а одинакова и равна 3 * R, где R – универсальная газовая постоянная;

Соотношение удельной и молярной теплоемкости:

Где

– молярная теплоемкость

– удельная теплоемкость

– молярная масса вещества (численно равная массе моля)

Схема установки

Где: 1 – металлические образцы, 2 – весы, 3 – термометр, 4 – калориметр, 5 – стакан для горячей воды, 6 - подставка

Расчетные формулы

Теплоемкость металла,

Где

– удельная теплоемкость воды,

- масса воды, г

– температура кипения воды,

– масса металлического образца, г

- температура калориметра до внесения металлического образца,

– температура кипения после внесения металлического образца,

Молярная теплоемкость металла,

Где

– количество вещества в молях

Масса воды, г:

Где

- масса стакана калориметра без воды, г

- масса стакана калориметра с водой, г

Формулы для расчета погрешностей косвенных измерений

Относительная погрешность измерения теплоемкости металла:

Погрешности прямых измерений:

∆t = 0,05

Расчетная часть

Исходные данные для таблицы №2:

Таблица №1

	t, мин	tᵒ, Al	tᵒ, Fe
Без металла	1	24	25
	2	24,5	26,5
	3	24,5	27,5
	4	24,5	27,5
	5	24,5	27,5
С металлом	5	25,5	28
	5,5	26	29
	6	27	29,5
	6,5	27,5	30
	7	28	30
	7,5	28,5	30,5
	8	28,5	30,5
	8,5	28,5	30,5
	9	29	30,5
	9,5	29	30,5
	10	29	30,5
	10,5	29	30,5
	11	29	30,5
	11,5	29	30,5
	12	29	30,5
	12,5	29	30,5
	13	29	31
	13,5	29	31
	14	29	31
	14,5	29	31
	15	29	31
	15,5	29	31,5
	16	29	31,5
	16,5	29	31,5
	17	29	31,5
	17,5	29	31,5
	18	29	31,5
	18,5	29	31,5
	19	29	31,5
	19,5	29	31,5
	20	29	31,5