Лабораторные работы — Работа № — 1 — стр. 229

Изучение устройства калориметра

Цель работы:
- Изучить устройство калориметра.
- Сравнить скорости теплообмена горячей воды с внешней средой в калориметре и в стакане.

Приборы и материалы:
- Измерительный цилиндр
- Стакан
- Калориметр
- Термометр
- Сосуд с горячей водой
- Часы

Указания к работе

1. Рассмотрите, как устроен калориметр.
- Калориметр — это прибор для измерения количества теплоты, передаваемой веществом в процессе теплообмена с окружающей средой. Он состоит из изолированного контейнера (внешняя оболочка), в который помещается сосуд с жидкостью. Контейнер часто имеет двойные стенки с вакуумом или утеплитель для минимизации теплопередачи с внешней средой.

2. Налейте в калориметр и в стакан по 100 мл горячей воды. Измерьте начальную температуру воды в обоих сосудах.
- Налейте 100 мл горячей воды в калориметр и в стакан. Используя термометр, измерьте начальную температуру в обоих сосудах. Запишите данные в таблицу.

3. Обработка результатов измерений.
- Прямые измерения температуры, с учётом погрешности, равной цене деления шкалы термометра, записываются в таблицу. Например, если цена деления термометра — 0,1 °C, то погрешность будет составлять ±0,1 °C.

4. Наблюдайте за изменением температуры воды в калориметре и в стакане в течение 10 мин. Измерьте конечную температуру воды в сосудах.
- После начала эксперимента через каждые 2 минуты измеряйте температуру воды в обоих сосудах. Через 10 минут измерьте конечную температуру воды в калориметре и в стакане.

5. Сравните изменение температуры воды в калориметре и в стакане за 10 мин и сделайте вывод.
- Проанализируйте, какая температура изменяется быстрее: в калориметре или в стакане. Калориметр, как правило, изолирован лучше и теряет меньше тепла, поэтому температура в нём будет изменяться медленнее, чем в стакане, который не имеет утепления.

Вывод:
- Измеренные данные должны показать, что температура в стакане изменяется быстрее. Это объясняется тем, что стакан подвергается большему теплообмену с внешней средой, тогда как калориметр имеет утеплённые стенки, которые препятствуют быстрому теплообмену с окружающим воздухом. Внешняя оболочка калориметра способствует уменьшению потерь тепла и, таким образом, замедляет изменение температуры воды в нём.

Объяснение особенностей конструкции калориметра:
- Калориметр состоит из теплоизоляционных материалов, которые минимизируют потери тепла в окружающую среду. Например, если калориметр имеет двойные стенки с вакуумом или изоляцией, то теплообмен с внешней средой будет значительно меньше, чем у обычного стакана, что замедляет изменение температуры воды в калориметре.