Питома теплоємність різних рідин із Cobra SMARTsense

Різні рідини нагріваються з різною швидкістю, бо мають різну питому теплоємність. Абсолютна теплоємність залежить від кількості речовини, тоді як питома теплоємність - це залежна від речовини величина, віднесена до маси. У цьому досліді щодо цьогопорівнюють воду і гліцерин. Учнівстановлюють, що гліцерин нагрівається швидшеі виводять звідсипитому теплоємність.Ці міркування знаходять застосуваннянаприклад під час готування, коли нагріваютьводу,молокочи оліюнагрівають.

Попередні знання

Учні мають базове уявлення про поняття енергії. Вони знають теплоємність як коефіцієнт пропорційності між поглиненою теплотою і зміною температури та розуміють принцип дії калориметра як максимально ізольованої системи.

Принцип

Учні по черзі нагрівають воду і гліцерин упродовж визначеного проміжку часу за однакового підведення тепла. Різні прирости температури показують, що речовини по-різному реагують на підведення енергії, тобто мають різну питому теплоємність.

Навчальна мета

Завдання

Учні опрацьовують поняття питомої теплоємності, порівнюючи прирости температури води і гліцерину за однакового підведення тепла.

• Учні мають упродовж визначеного проміжку часу по черзі нагріти електричною нагрівною спіраллю води, води і гліцерину та виміряти відповідний приріст температури за сталого підведення тепла.
• Виміряні температури слід внести в таблицю і обчислити зміну температури кожної проби.
• Порівнюючи прирости температури трьох проб між собою, слід визначити питомі теплоємності речовин.

Вказівки щодо збирання і виконання:

Для цього досліду слід заздалегідь зібрати простий калориметр, у якому різні рідини нагріватимуть упродовж визначеного проміжку часу за визначеного підведення тепла й за постійного перемішування.

Калориметр складається з двох вставлених один в одного хімічних стаканів, які ізолюють шаром повсті. Калориметр накривають відповідною пінопластовою кришкою, у яку можна вставити прилад для вимірювання температури і нагрівну спіраль, як показано на рисунку поряд.

• Для цього досліду діють загальні вказівки щодо безпечного експериментування на уроках природничих наук.
• Увага! Нагрівна спіраль має бути в рідині, перш ніж вмикати блок живлення!

Уяви, що ти готуєш удома: для макаронів ти нагріваєш воду в каструлі, а поряд гріється трохи олії, щоб підсмажити овочі.
Уже за короткий час ти помічаєш, що обидві рідини поводяться дуже по-різному: вода довго лишається спокійною і починає булькати лише згодом, тоді як олія нагрівається помітно швидше.
Чому ж так?

У досліді ти можеш дослідити це питання: ти нагріваєш дві рідини за однакової потужності нагрівання і спостерігаєш, наскільки по-різному вони реагують на підведену енергію.

Чи однаково сильно нагріваються різні рідини? І чи відіграє при цьому роль їхня маса?

1. Збери простий калориметр із хімічних стаканів.
2. За бажанням: визнач перед дослідом теплоємність калориметра так само, як у досліді P1044100.
3. У трьох частинах досліду наповни калориметр рідинами різної кількості.
4. Нагрій кожну рідину нагрівною спіраллю і запиши потужність (енергію) та приріст температури.
5. Обчисли питому теплоємність для всіх частин досліду і порівняй їх між собою.

Перевір це, нагріваючи воду і гліцерин за допомогою електричної нагрівної спіралі й записуючи перебіг температури за допомогою Cobra SMARTsense.

За бажанням: збери простий калориметр із хімічних стаканів і визнач теплоємність калориметра (P1044100)

iOS

Android

Windows

Збирання учнівського калориметра:

• У більший хімічний стакан вставляють дві повстяні пластини так, щоб уся скляна стінка стакана була закрита.
• Другий хімічний стакан обережно!вставляють у більший стакан.

Вказівка: Щойно під час вставляння відчувається підвищений опір - одразу припинити! Інакше є небезпека, що скло трісне.

• У досліді можна перемішувати скляною паличкою, просунутою крізь великий отвір у кришці калориметра. Як варіант, поклади в саморобний калориметр магнітний якірець і постав його на магнітну мішалку.

Кришку калориметра зі вставленими датчиком температури і нагрівною спіраллю пізніше кладуть на калориметр так, щоб він був повністю закритий.

Під'єднання нагрівної спіралі:

• Під'єднай нагрівну спіраль двома кабелями відповідного кольору з бокуLoadдатчика Cobra SMARTsense Energy.
• Стеж за тим, щоб блок живлення був іще вимкнений!
• Потім під'єднай датчик Cobra SMARTsense Energy двома рештою кабелів через бік Source до виходу змінної напруги~блока живлення.

З'єднання з датчиком Cobra SMARTsense Temperature

• Запусти measureAPP на мобільному пристрої.
• Натисни на датчику приблизно на 3 секунди кнопку Start.
• З'єднай датчик, торкнувшись поряд з описом датчика в measureAPP.
• Налаштуй показ виміряних значень, торкнувшись над діаграмою.

З'єднання з датчиком Cobra SMARTsense Energy

• Запусти Phywe measureAPP на мобільному пристрої.
• Натисни на датчику приблизно на 3 секунди кнопку Start.
• З'єднай датчик, торкнувшись поряд з описом датчика в measureAPP.
• Вибери для режиму вимірювання «Діючі значення».

• Приховай канали вимірювання , і , торкнувшись щоразу , якщо вчитель не сказав тобі іншого.

• На осі y тепер мають показуватись потужність і температура , а на осі x - час .

• Зніми кришкукалориметраі наповни внутрішній хімічний стаканводи.

• Закрий посудину відповідною кришкоюі увімкни магнітну мішалку.

Стеж за тим, щоб і нагрівна спіраль, ідатчик CobraSMARTsenseTemperatureбули зануренів рідину, але датчик при цьому не торкався дна хімічного стакана.

• Потім налаштуй магнітну мішалку так, щоб якірець обертався рівномірно і не зривався.

• Зачекай,докипокаже сталутемпературу,і вибери вPHYWEmeasureAPP у розділі «Конфігурація» налаштування «Обнулити».

• Запусти запис температуриі одразу після цьогоувімкни блок живлення.

• Заверши вимірювання щонайменше через.

• Вимкни блок живлення.

• Збережи вимірювання в PHYWE measureAPP.
• Вилий воду в раковину і витри хімічний стакан.
• Повтори дослід із водиізгліцерину.

• Гліцерин післявиконаних вимірюваньзлий унадану вчителем посудину.