☰ Содержание · Физика

Лабораторная работа и повторение главы II

Уроки 26–27 · 2 урока · П. Хабибуллаев, А. Бойдедаев, А. Бахромов, К. Суяров, Ж. Усаров, М. Юлдашева. Физика, 9 класс, переработанное и дополненное 3-е издание. Творческий дом издательства-типографии имени Гафура Гуляма, Ташкент, 2019
26

Лабораторная работа: сравнение количеств теплоты при смешивании воды разной температуры

Учебник: с. 73
ЦельЭкспериментально проверить тепловой баланс при смешивании воды разной температуры: Q₁ ≈ Q₂.
Новые слова
тепловой баланс · issiqlik balansiотданная теплота · berilgan issiqlikполученная теплота · olingan issiqlikотносительные потери · nisbiy yo‘qotish
Объяснение

Цель: проверить, что теплота, отданная более тёплой водой, Q₁ = c·m₁(t₁ – t), и теплота, полученная более холодной водой, Q₂ = c·m₂(t – t₂), примерно равны. Оборудование: два сосуда по 1 л, термометр, мерный цилиндр, тёплая и холодная вода. Ход работы: 1) отмерьте цилиндром горячую воду массой m₁ (1 мл воды ≈ 1 г), налейте в первый сосуд и измерьте t₁; 2) отмерьте холодную воду массой m₂, налейте во второй сосуд и измерьте t₂; 3) влейте холодную воду в горячую, перемешайте и измерьте t; 4) вычислите Q₁ и Q₂; 5) измените массы и повторите три раза; 6) запишите результаты в таблицу. Безопасность: горячая вода не должна быть выше 60 °C, и только учитель или старший помощник готовит и наливает её; не разбейте термометр. Для разностей температур достаточно шкалы Цельсия, так как ΔT = Δt.

Примеры
Образец: m₁ = 0,15 кг, t₁ = 55 °C; m₂ = 0,10 кг, t₂ = 20 °C; идеальная смесь t = (150·55 + 100·20)/250 = 41 °C. Q₁ = 4200·0,15·14 = 8820 Дж, Q₂ = 4200·0,10·21 = 8820 Дж — равны.
В реальном измерении t = 40 °C: Q₁ = 4200·0,15·15 = 9450 Дж, Q₂ = 4200·0,10·20 = 8400 Дж. Разница составляет 1050 Дж, то есть (9450 – 8400)/9450 ≈ 11 % теплоты ушло на сосуд и воздух.
Работа в классе

Группы вносят результаты в общую таблицу и выясняют, у какой группы разница между Q₁ и Q₂ наименьшая, затем обсуждают почему (быстрое перемешивание, сосуд, воздух).

Упражнения
1
Запишите формулы для Q₁ и Q₂ в этой работе.
2
0,15 кг воды остывают от 55 °C до 41 °C. Чему равно Q₁ в джоулях? (c = 4200)
3
Если Q₁ = 9450 Дж и Q₂ = 8400 Дж, примерно сколько процентов теплоты потеряно?
4
Почему разности температур можно брать по Цельсию, не переводя в абсолютную шкалу?