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。