1. Два образца, железный и медный, вдвинуть в отверстие трубчатой печи так, чтобы они не касались друг друга (рис. 1).
2. Включить печь в сеть.
3. Нагреть образцы до температуры 250 оС и быстро выдвинуть их из печи.
4. Нагретые образцы охлаждаются на неподвижном воздухе. Через каждые 10 с производится запись температуры Т 1 и Т 2 по показаниям гальванометров. Время t отсчитывается по секундомеру или часам с секундной стрелкой.
5. После охлаждения образцов до температуры ниже 50 оС опыт повторить.
6. Обесточить установку.
7.
Построить графики зависимости температуры Т 1 и Т 2 образцов от времени:
Т 1 = j(t); Т 2 = j(t). Отложить по оси абсцисс время t, а по оси ординат – температуру Т. Для каждого образца снять две кривые охлаждения и построить графики для меди и железа по средним значениям.
8. Графическим методом перевести кривые Т =j(t) образцов и кривые
D T ¤ Dt = j(T ср), для чего кривые Т = j(t) разбивают на одинаковые, близкие друг к другу участки вертикальными линиями, перпендикулярными оси абсцисс. Разности значений ординат кривых в точках пересечения их с вертикальными линиями будут представлять собой разности температур
(Т 1– Т 2), (Т 2– Т 3 )... и т.д. для интервалов времени Dt1, Dt2,... и т.д., на которые разбита ось абсцисс вертикальными линиями Dt1 = Dt2 =...= 10 с. Отношения
и т.д. характеризуют среднюю скорость охлаждения в данном интервале температур D Т.
9. Числовые значения, вычисленные по формуле в п.8, занести в журнал наблюдений и построить графики зависимости D T ¤ Dt = j(T ср) для образцов меди и железа, откладывая по оси абсцисс среднее значение температуры Т ср в интервале температур D Т, а по оси ординат D T ¤ Dt первого графика.
10. Определить удельную теплоемкость железа С 1 для температур 50, 200, 300, 400, 500 0 С. Для этого в формулу
(8)
подставить значения DT ¤ Dt для каждого образца при этих температурах. За эталонный образец принять медный; зависимость удельной теплоемкости меди от температуры приведена в таблице 1.
Таблица 1. Значения удельной теплоемкости меди для различных значений температуры
Температура, оС | ||||||
Уд. теплоемкость, Дж/(кг.К) |
11. Из таблицы взять значения удельной теплоемкости меди (С 2) для температуры 100, 200, 300, 400, 500 0С и подставить в формулу соответствующие значения DT ¤ Dt для меди, которые найдены из графика DT ¤ Dt = j(T ср) для медного образца. Массы образцов приведены на стенде.
12. Определить среднее значение С 2; по формуле С 2m= С 2* М определить молярную теплоемкость железного образца
13. Полученные результаты занести в журнал наблюдений.