Порядок выполнения работы. 1. Записать в таблицу результатов наблюдений значения удельных теплоемкостей

1. Записать в таблицу результатов наблюдений значения удельных теплоемкостей

воды, материала калориметра (алюминий) и материала испытуемого тела из справочной таблицы. Удельная теплоемкость термометра равна с _тм = 670 Дж/кг·К.

2. Определить массу испытуемого тела и массу термометра взвешиванием на весах и записать в таблицу.

3. Определить массу пустого калориметра (алюминиевый стакан) и массу налитой в него воды взвешиванием на весах, записать в таблицу.

4. Испытуемое тело поместить в стакан с водой и включить нагреватель. После того, как вода закипит, выдержать тело в воде» 5 минут до достижения теплового равновесия и измерить температуру Т ₂ воды и испытуемого тела, записать в таблицу.

Вынуть термометр и охладить его до комнатной температуры.

5. Поместить калориметр с водой в полиэтиленовый стакан, что делает систему почти изолированной, т.к. уменьшает теплообмен с внешней средой посредством излучения и теплопроводности. Измерить термометром температуру воды в калориметре Т ₁, а следовательно, и температуру калориметра, занести ее в таблицу результатов наблюдений.

Оставить термометр в калориметре с водой и держать данную систему подальше от нагревателя.

6. С помощью пинцета быстро переместить нагретое тело из стакана с горячей водой в калориметр с водой и термометром, выждать некоторое время (» 3-5 минут) до установления теплового равновесия и измерить установившуюся в системе температуру Т ₀, записать в таблицу.

7. По формулам (9), (10) рассчитать изменение энтропии системы калориметр-вода-тело-термометр. Натуральные логарифмы вычислять до четвертого знака после запятой.

8. По формуле (13) рассчитать установившуюся в системе температуру Т ₀ и в выводах к лабораторной работе сравнить ее с измеренным в эксперименте значением Т ₀.

9. По указанию преподавателя опыты по пп. 1-8 провести с другими телами из различных материалов и занести их в таблицу наблюдений.

В качестве тела может быть выбрана и кипящая вода. Ее массу необходимо определить в конце опыта - после измерения установившейся температуры Т ₀ в системе. Для этого определить взвешиванием массу всей системы и вычесть массу калориметра с холодной водой, измеренную в п. 3, и массу полиэтиленового стакана с термометром.

Таблица

Справочная таблица

Контрольные вопросы

1. Какие процессы называются обратимыми, необратимыми?

2. Запишите первое начало термодинамики и объясните его физический смысл.

3. Дайте определение энтропии. Почему энтропия является функцией состояния?

4. Энтропия обладает свойством аддитивности. Что это означает?

5. Как энтропия связана с термодинамической вероятностью (формула Больцмана)?

Что такое термодинамическая вероятность? Что такое макросостояние, микросо-

стояние?

6. Какая термодинамическая система называется замкнутой?

7. Сформулируйте второе начало термодинамики через энтропию. Как изменяется

энтропия в обратимых и необратимых процессах?

8. Выведите рабочую формулу для изменения энтропии рассматриваемой системы

калориметр-вода-тело-термометр.

9. Можно ли исследуемую в работе систему калориметр-вода-тело-термометр счи-

тать замкнутой?

Литература

1. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Академия, 2008. – 560 с. § 51, 56, 57, 58.

2. Грабовский Р.И. Курс физики. СПб.: Лань. 2005. -608 с. Ч. I, § 71, 74, 75.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2-09