Тема сегодняшнего занятия посвящена тому, каким образом можно определить удельную теплоемкость вещества опытным путем, т. е. на практике. Конкретно мы рассмотрим определение теплоемкости на примере твердого тела – металлического (латунного) цилиндра.
Цель работы: определить удельную теплоемкость металлического цилиндра.
Объект исследования: латунный цилиндр, подвешенный на нити.
Приборы и материалы: металлический цилиндр на нити (рис. 1), стакан с горячей и стакан с холодной водой (рис. 2), два термометра (рис. 3), весы (рис. 4), калориметр (рис. 5).



Рис. 1. Металлический цилиндр (Источник)
Рис. 2. Стакан с водой (Источник)
Рис. 3. Термометр (Источник)


Рис. 4. Весы (Источник)
Рис. 5. Калориметр (Источник)
Ход работы
1. Поместим металлический цилиндр в стакан с горячей водой и измерим термометром ее температуру. Она будет равняться температуре цилиндра, т. к. через определенное время температуры воды и цилиндра сравняются.
2. Затем нальем в калориметр холодную воду и измерим ее температуру.
3. После этого поместим привязанный на нитке цилиндр в калориметр с холодной водой и, помешивая в нем воду термометром, измерим установившуюся в результате теплообмена температуру (рис. 6).

Рис. 6. Ход выполнения лабораторной работы
Обработка данных и вычисление результата
Измеренная установившаяся конечная температура в калориметре и остальные данные позволят нам рассчитать удельную теплоемкость металла, из которого изготовлен цилиндр. Вычислять искомую величину мы будем исходя из того, что, остывая, цилиндр отдает ровно такое же количество теплоты, что и получает вода при нагревании, происходит так называемый теплообмен (рис. 7).

Рис. 7. Теплообмен
Соответственно получаем следующие уравнения. Для нагрева воды необходимо количество теплоты:
, где:
 удельная теплоемкость воды (табличная величина), ;
 масса воды, которую можно определить с весов, кг;
 конечная температура воды и цилиндра, измеренная с термометра, o;
 начальная температура холодной воды, измеренная с термометра, o.
При остывании металлического цилиндра выделится количество теплоты:
, где:
 удельная теплоемкость металла, из которого изготовлен цилиндр (искомая величина), ;
 масса цилиндра, которую можно определить с весов, кг;
 температура горячей воды и, соответственно, начальная температура цилиндра, измеренная с термометра, o;
 конечная температура воды и цилиндра, измеренная с термометра, o.
Замечание. В обеих формулах мы вычитаем из большей температуры меньшую для определения положительного значения количества теплоты.
Как было указано ранее, в процессе теплообмена количество теплоты, полученное водой, равно количеству теплоты, которое отдал металлический цилиндр:
.
Следовательно, удельная теплоемкость материала цилиндра:

Полученные результаты в любой лабораторной работе удобно записывать в таблицу, причем проводить для получения усредненного максимально точно приближенного результата несколько измерений и вычислений. В нашем случае таблица может выглядеть примерно следующим образом:
Масса воды в калориметре
Начальная температура воды
Масса цилиндра
Начальная температура цилиндра
Конечная температура
, кг

, кг


Вывод: вычисленное значение удельной теплоемкости материала цилиндра .
Сегодня мы рассмотрели методику проведения лабораторной работы по измерению удельной теплоемкости твердого тела. На следующем уроке мы поговорим о выделении энергии при сгорании топлива.
Сколько спаренных и неспаренных электронов содержат эти атомы? Сколько неспаренных электронов содержат ионы Fe2+, Cu2+, As3- ?
Задание №2
Расположите элементы в порядке увеличения:
а) металлических свойств - Se, Li, Br, Rb, Cr, K, Sc
б) электроотрицательности - As, Ge, S, Cl, O, P, Mg
в) радиуса атома - I, Zr, S, As, F, Te, N
Задание №3
Расположите высшие гидроксиды стронция, йода, молибдена, циркония и сурьмы в порядке убывания их кислотных свойств. Объясните причину такого изменения свойств гидроксидов. Приведите пример аналогичного изменения свойств на примере гидроксидов одного металла.
Задание №4
Используя правило Гунда, приведите электронные и
