ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИМИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИфедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образованияСАНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТКафедра общей и технической физикиОТЧЕТПо дисциплине: Физика Тема работы: Исследование теплоемкости металлов Выполнил студент гр. ^{(шифр группы) (подпись) (Ф. И. О.)}Дата:Проверилруководитель работы: ^{(должность) (подпись) (Ф.И.О)}Санкт-Петербург2023Цель работыИсследование теплоемкости металлов, овладение экспериментальными навыками определения теплоемкости.

1. 
   Краткое теоретическое содержание
   

Явление, изучаемое в работе. ТеплопередачаОпределения 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)

2. 
   Схема установки
   

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

3. 
   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

4. 
   Формулы для расчета погрешностей косвенных измерений
   

Относительная погрешность измерения теплоемкости металла:Погрешности прямых измерений:∆t = 0,05

5. 
   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

---

Таблица №2

Металл			С,
Al	61	219	977	0,08	0,003
Fe	123	219	417	0,13	0,005

6. 
   Расчетная часть
   

Пример вычисления для таблицы №2, опыта с Al:Масса воды:Теплоёмкость:Молярная теплоемкость: Аналогично вычисляем для железа:Масса воды: 209г 417 , , Вычисление погрешностей косвенных измерений:

7. 
   Графическая часть
   

График зависимости температуры калориметра от времени:График №1 (с алюминием)График №2 (с железом)9.Анализ полученных результатовРезультат:Теплоемкость алюминия с учетом погрешности:Теплоемкость железа с учетом погрешности:

---

Смотрите также файлы

• Урока Предмет обж тема урока Правила безопасного поведения при взрыве во время террористического акта.doc

• На сегодняшний день для укрепления положения предприятия в рыночной экономике необходимо осуществлять управление бизнес процессами предприятия.docx

• Образовательное.docx

• Можно ли купить счастье за деньги.doc

• Происхождение Термин кейсметод.docx