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水と反応しないサンプル固体物質の比熱をどのように決定できますか?

これは、水と反応しない固体物質の特定の熱を決定する方法の内訳です。

1。材料:

* 固体物質のサンプル: 既知の質量が必要です。

* 熱量計: 熱伝達を測定するためのデバイス。発泡スチロールカップ、温度計、炒め物を使用して、単純な熱量計を作ることができます。

* 水: 既知の水塊が必要です。

* 熱出源: ホットプレートまたはブンセンバーナーを使用して固体を加熱できます。

* 温度計: 温度の変化を測定します。

* バランス: 固体と水の質量を正確に測定する。

2。手順:

* 熱量計を準備: 熱量計に既知の水量の水を満たし、初期温度(T1W)を記録します。

* 固体を熱: 熱源を使用して、固体サンプルを既知の温度(T1S)に加熱します。固体が安定した高温に到達することを確認します。

* 固体を転送: 加熱された固体を熱量計に慎重に移します。

* 最終温度を測定します: 固体と水が熱平衡(同じ温度)に到達できるようにします。 水の最終温度(T2W)を記録します。

* 固体の最終温度を測定します: 可能であれば、固体の最終温度(T2S)も測定します。 このステップは正確性に役立ちますが、厳密に必要ではありません。

3。計算:

* 水に吸収された熱(qwater):

* qwater =mwater * cwater *Δtwater

* mwater =水の質量(g)

* CWATER =比熱熱(4.184 j/g°C)

*Δtwater=(T2W -T1W)水の温度の変化(°C)

* 固体で失われた熱(qsolid):

* qsolid =-qwater(熱量計自体への無視できる熱損失を仮定)

* qsolid =- (mwater * cwater *Δtwater)

* 固体の比熱(CSOLID):

* csolid =qsolid /(msolid *Δtsolid)

* msolid =固体の質量(g)

*Δtsolid=(T1S -T2S)固体の温度の変化(°C)

4。重要なメモ:

* 熱損失: 熱量計は周囲の熱損失を最小限に抑えるのに役立ちますが、いくつかの熱損失は避けられません。可能であれば、絶縁された熱量計を使用して精度を向上させます。

* 比熱: 比熱は物質の特性であるため、異なる材料の比熱値は異なります。

* 仮定: この方法では、固体が水と反応しないと想定しています。 また、熱量計自体に無視できる熱損失を想定しています。

* 単位: 計算全体(グラム、ジュール、摂氏度)を通して一貫したユニットを確保します。

例:

50 gの金属サンプル、最初は20°Cで100 gの水があるとし、金属を100°Cに加熱します。水に金属を加えると、水の最終温度は25°Cです。

* qwater =(100 g) *(4.184 j/g°C) *(25°C -20°C)=2092 J

* qsolid =-2092 j

* csolid =-2092 j /(50 g *(100°C -25°C))=0.56 j / g°C

したがって、金属の比熱は約0.56 j/g°Cです。

追加のヒント:

*スターラーを使用して、水が均一な温度に達するようにします。

*精度を改善し、ランダムエラーの影響を減らすために、実験を複数回繰り返します。

さらに質問がある場合はお知らせください。

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