Визначення теплоємності речовин при різній температурі

Результати експерименту

Розрахунки

1) Розрахунки теплоємності проводились за формулою 

Контрольні питання

Теплоємність - відношення елементарної кількості отриманої їм теплоти δQ у якому-небудь процесі до відповідної зміни температури dT тіла в цьому процесі (Дж/К).

Питома теплоємність -  кількість теплоти, яку необхідно надати одиниці маси, щоб нагріти її на 1°C, або ж кількість теплоти, що виділяється при охолодженні одиниці маси речовини (Дж/кг*К).

Молярна теплоємність - теплоємність 1 моля речовини; чисельно дорівнює добутку питомої теплоємності речовини та її молярної маси (Дж/моль*К).

Нехай нагрівання відбувається в умовах, коли обсяг залишається постійним (V = const). Відповідна молярна теплоємність прийнято називати теплоємністю при постійному об'ємі, або ізохоричною теплоємністю, і позначається CV: 

При постійному тиску від температури Т1 до температури Т2 потрібно затратити більше тепла, ніж на таку ж нагрівання при постійному обсязі.

Фазою називається термодинамічно-рівноважний стан речовини, що  відрізняється за фізичними властивостями від інших можливих рівноважних станів тієї ж речовини. Перехід речовини з однієї фази в іншу - фазовий перехід - завжди пов'язаний з якісними змінами властивостей речовини.

Фазові переходи I роду. Розрізняють фазові переходи двох родів. Фазовий перехід I роду (наприклад, плавлення, кристалізація і т. Д.) Супроводжується поглинанням або виділенням теплоти, званої теплотою фазового переходу. Фазові переходи першого роду характеризуються постійністю температури, змінами ентропії і обсягу.

Фазові переходи II роду. Фазові переходи, не пов'язані з поглинанням або виділенням теплоти і зміною обсягу, називаються фазовими переходами II роду. Ці переходи характеризуються постійністю об'єму і ентропії, але стрибкоподібною зміною теплоємності.

Сублімація - перехід речовини з твердого стану відразу в газоподібний, оминаючи рідкий. Оскільки при сублімації змінюється питомий об'єм речовини і поглинається енергія (теплота сублімації), сублімація є фазовим переходом першого роду.  Зворотним процесом є десублімації.

Десублімації - фізичний процес переходу речовини з газоподібного стану в тверде, минаючи рідке. При десублімації вивільняється енергія. Десублімації є екзотермічним фазовим переходом. Десублімації здійснюється на тверді поверхні або відбувається в обсязі газової фази з виділенням твердого речовини у вигляді частинок аерозолю. Прикладом десублімації є такі атмосферні явища, як іній на поверхні землі і паморозь на гілках дерев і проводах.

При вищих температурах, для неметалевих твердих тіл при будь-яких низьких температурах, теплоємність зростає пропорційно кубу температури. Теплоємність при сталому тиску для твердих тіл незначно відрізняється від теплоємності при сталому об'ємі. Молярна  теплоємність хімічно простих тіл в кристалічному стані однакова (дорівнює 3R) і не залежить від температури.

При малих перепадах температури на тепломірі можна перейти до вимірювання часу запізнювання температури на тепломірі. Час запізнення температури на тепломірі – це час, через який верхня площина тепломіра досягає температури нижньої площини у даний момент часу. Іншими словами дорівнює проміжку часу, за який температура Т2 стане такою ж як Т1 у даний момент часу.

Метод вимірювання теплоємності: вимірювання теплоємності проводилось за допомогою зняття показів вимірювача, призначеного для виміру питомої теплоємності твердих тіл. Вимірювання теплоємності може проводитися при температурі від +25 до +300 °С. Експериментально вимірюємо час запізнення температури на тепломірі для кожної температури. Розраховуємо питому масову теплоємність матеріалу зразка за формулою , підставляючи у формулу дані.

Висновок: під час виконання лабораторної роботи ми провели дослідження з визначенням теплоємності матеріалів за допомогою приладу ИТ-с-400; після порівняння табличних результатів із отриманими під час експерименту, дізналися, що експериментальні результати питомої теплоємності набагато більші за табличні, у зв’язку з тим, що час запізнення експериментальне набагато більша за табличне, і тому їх різниця дуже велика, в результаті отримуємо велику теплоємність. Щоб експериментальна теплоємність була схожа із табличною, час запізнення повинен бути вдвічі більший за час запізнення табличного.