Laboratorní práce-určení merne tepelne kapacity pevne latky

Laboratorní práce č. 1

Jméno: Andrea Kadidlová

Spolupracovník: D. Lichtágová

Třída: KA

Datum: 11. 10. 2016

Téma: Určení měrné tepelné kapacity pevné látky užitím směšovacího kalorimetru

Úkol: Určení měrné tepelné kapacity c1 daného kovu

Pomůcky: směšovací kalorimetr, digitální váha (Δm=0,05 g), teploměr (Δt = 0, 5 ∘C), kovový váleček č. 18, voda, tabulky MFCH

Postup

Pomocí digitální váhy jsme určily m1 válečku č. 18 a hmotnost mk směšovacího kalorimetru. Poté jsme zvážily kalorimetr s vodou uvnitř a označily tuto hodnotu jako m (m=157,2g). Hmotnost m2 vody uvnitř jsme určily jako rozdíl hmotností m a mk. Dále jsme teploměrem změřily teplotu t2 vody v kalorimetru. Následně jsme z horké vody o teplotě t1 (kterou jsme změřily teploměrem) kleštěmi vytáhly váleček a přendaly ho do vody v kalorimetru, který jsme rychle uzavřely a do otvoru na jeho víku daly teploměr tak, aby se nedotýkal dna. Mezi vodou o teplotě t2 a válečkem o teplotě t1 probíhala tepelná výměna. Čekaly jsme, až se ustálí teplota. Teplota se ustálila na hodnotě 21∘C. Tuto teplotu jsme označily t. Všechny naměřené hodnoty jsme nakonec dosadily do kalorimetrické rovnice, abychom mohly spočítat měrnou tepelnou kapacitu c1 válečku č.18 (viz. výpočet).

Teoretická část

Metoda měření je založena na tepelné výměně mezi kalorimetrem, vodou a daným kovem (válečkem). Popisuje ji rovnice Q1=Q2+Qk, přičemž teplo Q1 odevzdané kovovým válečkem je rovno součtu tepel Q2 a Qk, které od válečku přijme kalorimetr se studenou vodou.

Výpočet

Q1=Q2+Qk

c1m1(t1-t) = c2m2(t-t2)+ ckmk(t-t2)

c1= c2m2(t-t2)+ ckmk(t-t2)/m1(t1-t)

c1= 4180Jkg-1K-1.0,1201kg.(21∘C − 17∘C)+ 986 Jkg-1K-1.0,0371kg.(21∘C − 17∘C)/0,0376kg.(86∘C − 21∘C)

c1= 881,503437 Jkg-1K-1

c1=882 Jkg-1K-1

Závěr

c1=882 Jkg-1K-1

cAl=896 Jkg-1K-1…….100 %

c1=882 Jkg-1K-1……..x %

x=882 /8,96

x=98,4 %

Z výše změřených veličin jsme kalorimetrickou rovnicí vypočetly měrnou tepelnou kapacitu c1 kovového válečku č. 18. Výslednou hodnotu, která činí c1=882 Jkg-1K-1, jsme porovnaly s hodnotami v tabulkách MFCH. Naše hodnota se nejvíce blížila tabulkové hodnotě měrné tepelné kapacity hliníku, která je 896 Jkg-1K-1. Tabulková hodnota a námi spočítaná hodnota se liší o 1,6 %. Váleček č. 18 je tedy s největší pravděpodobností zhotoven z hliníku.

Chyby měření

1. Přesnost měřících přístrojů: digitální váha (Δm=0,05 g), teploměr (Δt = 0, 5 ∘C)

2. Subjektivní chyby- nedokonalost lidských smyslů (chyba lidského oka se projevila na stupnici teploměru při zjišťování teploty vody)

3. Tepelné ztráty při přendávání válečku z horké vody do kalorimetru

4. Nedokonalá tepelná izolace kalorimetru (díra pro teploměr na víku kalorimetru nebyla dokonale utěsněná)