Калориметр

С помощью калориметра с достаточно высокой точностью можно вычислять количество теплоты, отданное или полученное телом в результате теплообмена.

Калориметр состоит из двух сосудов, один из которых вставляется внутрь другого, опираясь на теплоизоляционные подставки (рис. 15). Во внутренний сосуд наливается вода. Сосуд закрывается крышкой, через специальные отверстия которой внутрь сосуда опускаются термометр для измерения температуры и мешалка для помешивания воды. Мешалка и сосуд изготавливаются из одного и того же материала с высокой теплопроводностью. Воздух, находящийся между стаканами сосудов, воздух обладает низкой теплопроводностью. Во время опыта практически отсутствует теплообмен внутреннего сосуда с окружающей средой (процесс проходит без теплообмена с окружающей средой).

Если в калориметр опустить какое-либо тело или впустить пар, то происходит теплообмен между этим телом, с одной стороны, и стаканом калориметра с водой, с другой.

Рис. 15

Используя уравнение теплового баланса, можно вычислить, например, удельную теплоемкость вещества исследуемого тела.

Пусть масса стакана калориметра вместе с мешалкой равна mi, их температура tj; масса воды т2, ее температура t2 равна температуре стакана tt, так как стакан и вода находятся в тепловом равновесии. Масса исследуемого тела Шз, а его начальная температура t3. Удельные теплоемкости материалов стакана, воды и исследуемого тела обозначим соответственно сь с2, с3.

Допустим, что tj > t|. Тогда после теплообмена установится снова тепловое равновесие уже трех тел при температуре 0 (тэта). Причем исследуемое тело, как более нагретое, будет охлаждаться от температуры t3 до температуры теплового равновесия 0, а стакан и вода будут нагреваться при возрастании их температуры от tj до О. Составим уравнение теплового баланса в форме равенства (80):

Или

Приравнивая значения Qn©-,^ и Qore, получим:

Отсюда:

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >