Лабораторная работа № 5. Сравнение количеств теплоты при смешивании воды разной температуры.

Цель работы: Определить количество теплоты, отданное горячей водой и полученное холодной при теплообмене. Сравнить результаты.

Мы знаем, что внутреннюю энергию тела можно изменить не только за счет работы, но и за счет нагревания тела. При этом процесс передачи энергии от одного тела к другому без совершения работы называют теплообменом. Изменение внутренней энергии при теплообмене называют полученной или

отданной теплотой. Мы знаем также, что количество теплоты, необходимое для нагревания тела (или выделяемое им при охлаждении), зависит от рода вещества, из которого оно состоит, от массы этого тела и от изменения его температуры:

Измерить количество переданной теплоты можно в калориметрах. Это устройство мы будем использовать в этой работе.

Калориметр состоит из двух сосудов: внутреннего и внешнего. Внешний сосуд должен предохранять внутренний от потери тепла за счет теплообмена с окружающей средой. Сверху оба сосуда закрываются крышкой с установленным на ней термометром.

Если в калориметр налить воды массой m₁ при температуре а затем еще добавить воды массой m₂ при температуре t₂ , то в сосуде начнется теплообмен, а спустя некоторое время установится состояние теплового равновесия. При этом обе части воды будут иметь одну и ту же температуру t, и количество теплоты, отданное горячей водой, равно количеству теплоты, полученной холодной водой. Последнее утверждение составляет смысл уравнения теплового баланса:

Пример выполнения работы:

Вычисления:

Количество теплоты, отданное горячей водой:

Количество теплоты, полученное холодной водой:

Вывод:

Количество теплоты, полученное холодной водой, приблизительно равно количеству теплоты, отданному горячей водой.

Точность приближения зависит от потерь теплоты в окружающую среду.