Орнату зертханалық жұмысты имитациялайды Қатты денелердің меншікті жылу сыйымдылығын анықтау
жүктеу/скачать 0.54 Mb.
|
| Радиациялық жылу алмасу, радиациялық жылу алмасу, заттың ішкі энергиясын сәулелену энергиясына айналдыру, сәулелену энергиясын беру және оны затпен жұту әрекеті есебінен жүзеге асырылады. Әрекеттер ағыны Сәулелік жылу алмасу кеңістікте жылу алмасушы денелердің өзара орналасуы, осы денелерді бөлетін ортаның қасиеттері арқылы жүзеге асады. Сәулелік жылу алмасудың жылу алмасудың басқа түрлерінен негізгі айырмашылығы, ол электромагниттік сәулеленудің таралуы нәтижесінде пайда болатындықтан, жылу алмасу беттерін бөлетін материалдық орта болмаған кезде пайда болуы мүмкін.
Заттың меншікті жылу сыйымдылығы c– осы заттың 1 кг температурасын 1 градусқа өзгерту үшін денеге қажет жылу мөлшерін көрсететін скаляр физикалық шама. Бірлік – 1 Дж/(кг °C). Жылу алмасу кезінде дене алатын немесе бөлетін жылу мөлшері дененің массасына m және оның температурасының ΔT өзгеруіне тура пропорционал.. Пропорционалдық коэффициенті – заттың меншікті жылу сыйымдылығы:
Жылу алмасу кезінде дененің тікелей температурасын есептеу үшін жылу балансының теңдеуін құру керек: Бір дене берген жылу мөлшері жүйенің басқа денесі қабылдаған жылу мөлшеріне тең. Бұл әмбебап түрде білдіредіТермодинамикадағы энергияның сақталу заңы. (Қарастырылып отырған мәселеде жүйе бойынша жұмыс жасалмағанын ескеріңіз).
Ә р түрлі денелердің жылу сыйымдылығын салыстыру үшін 2 калориметр, жылу мөлшерін анықтайтын құрылғы қажет. Калориметр қақпағы бар металл ыдыстан тұрады, ол өз кезегінде шыны тәрізді. Ыдыс басқа, үлкенірек ыдысқа орналастырылған тығындарға орналастырылады, осылайша осы ыдыстар арасында ауа саңылауы қалады (Cурет 4.1). Мұның бәрі осы сақтық шаралары қоршаған кеңістікке жылудың берілуін азайту үшін қажет. Ыдысқа Vв белгілі су көлемі толтырылады, оның температурасы тәжірибе алдында өлшенеді (ол tхв тең болсын). Бөлме температурасындағы судың жылу сыйымдылығы: sv = 4,19 кДж/(кг∙К). Содан кейін массаның металл цилиндрін алыңыз мТ, оның жылу сыйымдылығын анықтау қажет және белгілі бір температураға дейін қызады tt (мысалы, қайнаған су буына орналастырылған, сондықтан температура tt = 100 ° C). Қыздырылған цилиндр калориметрдің суына түсіріліп, қақпағы жабылады және олар калориметрдегі температура орнатылғанша күтеді (бұл су мен дененің температурасы бірдей болған кезде болады). Содан кейін бұл температураны ескеріңіз tk. Калориметрдегі өлшенген тұрақты күйдегі соңғы температура және басқа деректер цилиндр жасалған металдың меншікті жылу сыйымдылығын есептеуге мүмкіндік береді. Қажетті мәнді салқындату кезінде цилиндр қыздырған кезде су алатындай жылу мөлшерін беретініне сүйене отырып анықтай аламыз, бұл жылу алмасу деп аталады. Осыған сәйкес келесі теңдеулерді аламыз. Суды жылыту үшін жылу мөлшері: , мұндағы cw – судың меншікті жылу сыйымдылығы (кестелік шамасы), mw – шкала арқылы анықтауға болатын судың массасы, tk – термометрмен өлшенетін су мен цилиндрдің белгіленген соңғы температурасы, txw – термометрмен өлшенетін суық судың бастапқы температурасы. Металл цилиндрді салқындату үшін жылу мөлшері: . мұндағы ct – цилиндр жасалған металдың меншікті жылу сыйымдылығы (қажетті мән), mt – өз бетіңізше орнатуға болатын цилиндрдің массасы, tt – ыстық судың температурасы және сәйкесінше бастапқы термометрмен өлшенетін цилиндр температурасы, tk – термометр көмегімен өлшенетін су мен цилиндрдің белгіленген соңғы температурасы. Екі формулада да жылу мөлшері оң мәнге ие болу үшін үлкен температурадан кіші температураны алып тастаймыз. Жоғарыда анықталғандай, суық су мен металл цилиндр арасындағы жылу алмасу процесіне байланысты олардың жылу мөлшері тең болады: → . Демек, цилиндр материалының меншікті жылу сыйымдылығы:
жүктеу/скачать 0.54 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|