Уравнение теплового баланса

Условие

Городская олимпиада (3-й этап) 2023 9 класс № Э2

Приборы и оборудование: Термометр электронный, калориметр, мензурка, стаканы одноразовые, цилиндр металлический.

В данном задании вам необходимо экспериментально проверить справедливость уравнения теплового баланса и проанализировать возможные причины его кажущегося нарушения.

Расчет погрешности в данной работе не требуется.

Часть 1. Смешение воды.

Налейте в калориметр мл горячей воды, ее температура должна быть не менее .

1.1 Измерьте температуру горячей воды $г о р$ в калориметре. Измерьте температуру холодной воды $х о л$

Небольшими порциями (примерно по 20 мл) добавляйте холодную воду в калориметр. После добавления каждой порции холодной воды, перемешивайте воду в калориметре, выждите 20-25 с, после чего проводите измерение температуры воды в калориметре.

1.2 Измерьте зависимость температуры воды в калориметре от объема налитой в калориметр холодной воды .

1.3 Постройте график полученной зависимости .

1.4 Получите теоретическую формулу, описывающую зависимость температуры воды в калориметре от объема налитой холодной воды. Укажите, какие приближения Вы использовали при выводе этой формулы.

1.5 На бланке с экспериментальной зависимостью постройте график теоретической зависимости. Укажите возможные причины, объясняющие отклонения экспериментальных данных от теоретических значений. Укажите, в каких диапазон температур, какая из причин является преобладающей.

1.6 Проведите линеаризацию полученной зависимости, т.е. предложите такую функцию от температуры смеси (она может включать и другие известные параметры), чтобы она была пропорциональна отношению объема налитой холодной воды к начальному объему горячей воды

Рассчитайте теоретическое значение коэффициента пропорциональности $т е о р$ в этой формуле.

1.7 На основании экспериментальных данных постройте график зависимости введенной вами функции от отношения . Найдите коэффициент наклона полученной экспериментальной зависимости $э к с п$ .

1.8 Укажите основную причину различия экспериментального и теоретического значений коэффициентов $э к с п$ и $т е о р$ .

Часть 2. Теплообмен с металлическим цилиндром.

Повторите измерения Части 1, если в калориметр помещен металлический цилиндр.
Поместите в калориметр металлический цилиндр, добавьте в калориметр 50 мл горячей воды.

2.1 Измерьте температуру горячей воды $г о р$ в калориметре. Измерьте температуру холодной воды $х о л$

2.2 Измерьте зависимость температуры воды в калориметре от объема налитой в калориметр холодной воды .

2.3 На основании экспериментальных данных постройте график зависимости введенной вами функции от отношения . Найдите коэффициент наклона полученной экспериментальной зависимости $э к с п$ .

2.4 Выразите теоретическое значение коэффициента наклона зависимости через теплоемкости воды и цилиндра.

2.5 Можно ли по найденному экспериментальному значению коэффициента наклона, найти теплоемкость цилиндра?

Республиканская физическая олимпиада 2023 года (3 этап)

Экспериментальный тур

Нужна подсказка? →

Условие

Похожие задачи