Одна из станций метро в санкт-петербурге находится на глубине 100 метров.чему равно давление воздуха на этой станции если при выходе оно составляет 101300па.

при выходе, то есть атмосверное давления, тогда p=pатм +p1, p1=pgh, где р- плотность воздуха =1,2 , g=9,8    h=100m, получим p=101300+ 1.2*9.8*100=

тема сегодняшнего занятия посвящена тому, каким образом можно определить удельную теплоемкость вещества опытным путем, т. е. на практике. конкретно мы рассмотрим определение теплоемкости на примере твердого тела – металлического (латунного) цилиндра.

цель работы:   определить удельную теплоемкость металлического цилиндра.

объект исследования:   латунный цилиндр, подвешенный на нити.

приборы и материалы:   металлический цилиндр на нити (рис. 1), стакан с горячей и стакан с холодной водой (рис. 2), два термометра (рис. 3), весы (рис. 4), калориметр (рис.  5).







рис. 1. металлический цилиндр (источник)

рис. 2. стакан с водой (источник)

рис. 3. термометр (источник)





 

рис. 4. весы (источник)

рис. 5. калориметр (источник)

 

ход работы

1. поместим металлический цилиндр в стакан с горячей водой и измерим термометром ее температуру. она будет равняться температуре цилиндра, т. к. через определенное время температуры воды и цилиндра сравняются.

2. затем нальем в калориметр холодную воду и измерим ее температуру.

3. после этого поместим привязанный на нитке цилиндр в калориметр с холодной водой и, помешивая в нем воду термометром, измерим установившуюся в результате теплообмена температуру (рис. 6).



рис. 6. ход выполнения лабораторной работы

обработка данных и вычисление результата

измеренная установившаяся конечная температура в калориметре и остальные данные позволят нам рассчитать удельную теплоемкость металла, из которого изготовлен цилиндр. вычислять искомую величину мы будем исходя из того, что, остывая, цилиндр отдает ровно такое же количество теплоты, что и получает вода при нагревании, происходит так называемый теплообмен (рис. 7).



рис. 7. теплообмен

соответственно получаем следующие уравнения. для нагрева воды необходимо количество теплоты:

, где:

  удельная теплоемкость воды (табличная величина),  ;

  масса воды, которую можно определить с весов, кг;

  конечная температура воды и цилиндра, измеренная с термометра,  o;

  начальная температура холодной воды, измеренная с термометра,  o.

при остывании металлического цилиндра выделится количество теплоты:

, где:

  удельная теплоемкость металла, из которого изготовлен цилиндр (искомая величина),  ;

  масса цилиндра, которую можно определить с весов, кг;

  температура горячей воды и, соответственно, начальная температура цилиндра, измеренная с термометра,  o;

  конечная температура воды и цилиндра, измеренная с термометра,  o.

замечание.  в обеих формулах мы вычитаем из большей температуры меньшую для определения положительного значения количества теплоты.

как было указано ранее, в процессе теплообмена количество теплоты, полученное водой, равно количеству теплоты, которое отдал металлический цилиндр:

.

следовательно, удельная теплоемкость материала цилиндра:



полученные результаты в любой лабораторной работе удобно записывать в таблицу, причем проводить для получения усредненного максимально точно приближенного результата несколько измерений и вычислений. в нашем случае таблица может выглядеть примерно следующим образом:

масса воды в калориметре

начальная температура воды

масса цилиндра

начальная температура цилиндра

конечная температура

, кг



, кг





 

 

 

 

 

 

вывод:   вычисленное значение удельной теплоемкости материала цилиндра  .

сегодня мы рассмотрели методику проведения лабораторной работы по измерению удельной теплоемкости твердого тела. на следующем уроке мы поговорим о выделении энергии при сгорании топлива.

 

l=200 км=2*10^5 м

u=400 кв=4*10^5 в

p=200 мвт =2*10^8 вт

k=5%

p = 1.68*10^-8 ом/м   удельное сопротивление меди

s=?

ток в леп

i=p/u=2*10^8/(4*10^5)=500a

найдем мощность при потере 5%

p2=p*(100%-k)/100%=2*10^8*0.95=1.9*10^8 ватт

найдем напряжения на концах леп при потере мощности 5%

u2=p2/i=(1.9*10^8)/500= 3.8*10^5 вольт

изменение напряжения на концах леп

u3=u-u2=4*10^5 – 3.8*10^5= 2*10^4 в

найдем сопротивление леп

r=u3/i=2*10^4/500=40 ом

r=p*l/s

отсюда сечение меди

s=p*l/r=(1.6*10^-8   *   2*10^5)/40=8.4*10^-5 м^2 =84 мм^2

если считать что провода 2, то сопротивление делим на 2 и получим площадь в 2 раза больше.  

s= 168 мм^2