Образовательная галактика Intel®

Блог Участника

Запись блога

Определение удельной теплоемкости вещества: часть 1

В своей педагогической деятельности мы часто придерживаемся определенных шаблонов. Потому что практика доказала их эффективность, малые временные затраты, неплохую отдачу…

Так, на уроках физики, измерение удельной теплоемкости вещества обычно производится с помощью калориметра, при этом удельные теплоемкости материала стакана калориметра и налитой в него жидкости считаются известными. Все отработано годами работы. Однако важно, чтобы школьники знали и об иных методах, позволяющих измерять удельную теплоемкость без использования сведений об удельной теплоемкости других веществ.



Один из таких способов основан на явлении нагревания твердых тел при их пластической деформации. С ним учащихся можно ознакомить на занятии по внеурочной деятельности, предложив выполнить соответствующий проект. Идею эксперимента предложили в 80 ых годах прошлого века О. Ф. Кабардин (пос. Черноголовка Московской обл., 82-я средняя школа), Н. И. Шефер (г. Оренбург, педагогический институт).



(Кстати, экспериментальная установка, собрана учащимися 8 класса).

Оборудование:
  • насаженная на укрепленную в основании штатива наковальню направляющая труба,
  • стальной цилиндр,
  • линейка,
  • весы с разновесом,
  • нетбук CMPC,
  • датчик температуры,
  • исследуемые материалы (опилки железа, свинца, алюминия),
  • кусочки ткани,
  • нитки,
  • ножницы.

Схема установки: 1 - образец массой m, 2 - наковальня, 3 - мешочек массой М, 4 - направляющая труба, 5 - датчик температуры.
Предоставляем образцу массой m свободно падать на мешочек массой М с высоты h внутри направляющей трубы. Чтобы удар был практически неупругим, можно взять в качестве образца 15 г металлических опилок, помещенных в мешочек из ткани. При падении цилиндра его потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию, которая при неупругом ударе цилиндра об образец будет равна работе А по пластической деформации последнего. В результате произойдет увеличение внутренней энергии образца. Если известна разность температур опилок в начале и конце опыта, то можно найти удельную теплоемкость.

Направляющая труба длиной - 1 м с внутренним диаметром 25 мм и стальной цилиндр диаметром 24,5 мм масса 0,5 кг. В нижней части трубы необходимо сделать окно для помещения мешочка с опилками на наковальню, а в ее стенках просверлить отверстия, чтобы свободному падению цилиндра не мешал выталкиваемый им из трубы воздух. Труба на наковальню должна насаживаться плотно. В качестве образцов не рекомендуется применять куски металлов, поскольку в этом случае не обеспечиваются условия для неупругого удара. Мешочки не следует набивать опилками слишком туго, иначе при ударе ткань может разорваться.

Итак, мне все это известно. Прочитал smile.gif, усвоил.

Возникают же вопросы: как донести идею эксперимента до учащихся, спланировать вместе с ними ход эксперимента, поставить цели, осуществлять поиск...

Комментарии

Активный пользователь

  • Группа: Эксперт портала
  • Сообщений: 113
  • Регистрация: 17.2.2011
  • Из: Тямша
  • Номер участника: 94612
Предупреждение

Красивый способ определения удельной теплоёмкости, действительно, нетрадиционный. Интересно, насколько точным он окажется... И от чего будет зависеть точность в большей степени (точность самого датчика велика ли? или другие величины дадут в итоге бОльшую погрешность, чем температура?)

Цель может заключаться в определении материала конкретного образца. Это будет интригой.

Уточните моменты: труба с отверстиями - это труба от пылесоса? Металлические опилки появились после проделывания отверстий?

И: жду часть 2 smile.gif

Спасибо за идею!

Активный пользователь

  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 67
  • Регистрация: 30.4.2010
  • Из: село Богослово Скопинский район Рязанская область
  • Номер участника: 84853
Предупреждение

Цитата(natyanikova @ 2.3.2016, 21:55)
Красивый способ определения удельной теплоёмкости, действительно, нетрадиционный. Интересно, насколько точным он окажется... И от чего будет зависеть точность в большей степени (точность самого датчика велика ли? или другие величины дадут в итоге бОльшую погрешность, чем температура?)

Цель может заключаться в определении материала конкретного образца. Это будет интригой.

Уточните моменты: труба с отверстиями - это труба от пылесоса? Металлические опилки появились после проделывания отверстий?

И: жду часть 2 smile.gif

Спасибо за идею!

В первом варианте опыт получился с большой погрешностью. Пришлось увеличивать массу груза до 0,5 кг (отрез литого прутка). Точность датчика температуры ± 0,5 º C. Направляющую для трубы принесли дети из мебельного набора (стойки), пластмасса - легко обрабатывать. опилки из кабинета технологии.

Статьи по этой теме

« Июль 2017 »
ВПВСЧПС
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

Последние записи

Мои ссылки в блоге

Последние комментарии

Мое изображение

0 пользователей просматривает
0 гостей
0 участников
0 анонимных участников

Категории

Поиск в блоге


Наверх