5. Część obliczeniowa :
Wartości stałe:
- ciepło właściwe wody cw=
- ciepło właściwe kalorymetru aluminiowego
Oznaczenia jakie przyjąłem:
ct- ciepło topnienia lodu
mL- masa lodu
cw- ciepło właściwe wody
mw- masa wody w kalorymetrze
ck- ciepło właściwe kalorymetru
mk- masa kalorymetru z mieszadełkiem
t2 - temperatura początkowa wody w kalorymetrze (odczyt z wyktesu) = 320C
t1- temperatura końcową układu (odczytana z wykresu) = 170C
T1=305,15 K
T2=290,15 K
Ciepło topnienia lodu wyznaczam ze wzoru:
Dokładność pomiaru temperatury: Dt=0,50C
Dokładność pomiaru masy: Dm=m*0,03
Błąd Dct obliczę z różniczki zupełnej:
Wartości jakie przyjąłem do obliczeń:
D mL = 0,0012 kg Dt1,t2=0,50C
DCW = 8 J/kg K
Dmw = 0.00868 kg
DCK = 1 J/kg K
DmK = 0.0023 kg
Z obliczeń:
Dct = 16453,9 J/kg
Błąd względny :
6. Wnioski :
Celem ćwiczenia było zmierzenie ciepła topnienia lodu. Pomiary dały wynik 320782 J/kg. Wartość ciepła topnienia podawana w tablicach fizycznych wynosi 340000 J/kg. Błąd bezwzględny wyniku to 16454 J/kg co jest spora wartością, lecz jako błąd względny daje ostatecznie 5,13 % .
Na wykresie topnienia widać, ze charakterystyka jest "zaokrąglona", nie ma tam kątów ostrych (teoretycznie - bez uwzględniania warunków praktycznych pomiaru powinny być ostre). Wynika to z bezwładności cieplnej wszystkich elementów biorących udział praktycznie w wymianie ciepła, wiec : kalorymetr, woda, termometr, mieszadełko kalorymetru, powietrze w kalorymetrze i poza nim, stół na którym stal kalorymetr. Największy wpływ na zaokrąglenie charakterystyki miały czynniki bezpośrednio stykające się z lodem. Pomiar ciepła topnienia lodu był pośredni (nie można zmierzyć tego bezpośrednio - należy wyliczyć ze wzoru). W związku z tym, że wzór był dość rozbudowany i składał się z wielu zmiennych. Na błąd pomiaru wpływało wiele czynników takich jak :
· dokładność pomiaru mas (kalorymetru, kalorymetru z woda, kolorymetru z woda i lodem)
· dokładność pomiaru temperatury w rożnych chwilach
Spośród tych rożnych przyczyn największy wpływ na błąd miały : dokładność pomiaru temperatury końcowej całego układu i dokładność pomiaru temperatury początkowej wody w kalorymetrze. Generalnie na błędy najbardziej wpłyną pomiar temperatury i czasu.
grzeszny_sen