Zadanie Zadanie 7.7.4: Doświadczalny pomiar ciepła właściwego miedzi i analiza błędów

Punkty
3 pkt
Dział
Zjawiska cieplne · Bilans cieplny
Trudność
Poziom trudności: średnie
Kalorymetryczny pomiar ciepła właściwego miedzi, błąd względny i czynniki eksperymentalne.

Treść zadania

Do izolowanego kalorymetru wlano mw=120 gm_w = 120\,\text{g} wody o temperaturze początkowej tpw=20,0∘Ct_{pw} = 20{,}0^\circ\text{C}. Następnie do wody wrzucono miedziany bloczek o masie mCu=80 gm_{\text{Cu}} = 80\,\text{g} wyjęty z wrzącej kąpieli wodnej o temperaturze tpCu=100,0∘Ct_{p\text{Cu}} = 100{,}0^\circ\text{C}. Po wymieszaniu ustalona temperatura końcowa wyniosła tk=24,5∘Ct_k = 24{,}5^\circ\text{C}. Ciepło właściwe wody wynosi cw=4200 Jkg⋅Kc_w = 4200\,\frac{\text{J}}{\text{kg}\cdot\text{K}}. **a)** Na podstawie danych doświadczalnych oblicz ciepło właściwe miedzi cdoswc_{\text{dosw}}. **b)** Przyjmując tablicową wartość ciepła właściwego miedzi ctab=385 Jkg⋅Kc_{\text{tab}} = 385\,\frac{\text{J}}{\text{kg}\cdot\text{K}}, oblicz błąd względny pomiaru. **c)** Wskaż dwa główne czynniki eksperymentalne, które mogły wpłynąć na to, że wartość wyznaczona doświadczalnie różni się od wartości tablicowej.

Odpowiedź i wynik końcowy

**a)** cdosw≈376 Jkg⋅Kc_{\text{dosw}} \approx 376\,\frac{\text{J}}{\text{kg}\cdot\text{K}} **b)** Błąd względny wynosi δ≈2,5%\delta \approx 2{,}5\% **c)** Ochłodzenie próbki podczas przenoszenia oraz pominięcie pojemności cieplnej ścianek kalorymetru i termometru.