به نام خدا
گزارش کار آزمایش شماره 1
آزمایش: اندازه گیری ارزش آبی کالریمتر
تاریخ آزمایش :10 مهر1402
استاد:
اعضای گروه:
* هدف آزمایش:
تعیین ارزش آبی کالریمتر
* وسایل آزمایش :
کالریمتر
دماسنج
ترازو
آب
شعله گاز
سه پایه با سیم توری
بشر
* تئوری آزمایش
در این آزمایش به دنبال تعیین ارزش آبی کالریمتر یا به عبارت دیگر ظرفیت گرمایی کالریمتر هستیم.
منظور از کالر ی متر یک ظرف دوجداره عایق بندی شده گرمایی است (بین جداره ها عایق گرمایی است) که در داخل آن آزمایش های گرماسنجی انجام می شود .
ارزش آبی کالری متر همان طور که گفتیم همان ظرفیت گرمایی دستگاه است که طبق تعریف مقدار گرمایی است که بدنه کالری متر،دماسنج و هم زن مبادله می کنند تا یک درجه تغییر دما دهد . در محاسبه مقدار ارزش آبی کالریمتر مقداری گرما توسط خود کالریمتر جذب میشود که در ابتدای امر باید آن محاسبه شود. جرم کالریمتر خالی را m1 در نظر میگیریم. سپس مقداری آب به کالریمتر اضافه می کنیم. جرم این مجموعه را m2 در نظر میگیریم .بعد از اندازه گیری جرم مجموعه مدت زمانی را به مجموعه میدهیم تا به دمای تعادل برسد ، سپس دمای T1 را اندازه میگیریم .
در این مرحله آب با دمای بالای 80 درجه به مجموعه اضافه میکنیم ؛حال جرم کل m3 را اندازه میگیریم.
سپس m1' و m'2 را به صورت زیر تعریف میکنیم:
m1'=m2-m1=جرم آب اولیه
m2'=m3-m2=جرم آب گرم
دمای تعادل جدید را T مینامیم و توقع داریم:
T1<T<T2
حال با توجه به اینکه Cw برابر 1 است داریم:
m2'(T2-T)=m1'(T-T1)+A(T-T1)
m2'(T2-T)=(m1'+A)(T-T1)
حال با اندازه گیری مقادیر فوق به وسیله آزمایش مقدار مجهول را بدست می آوریم.
مقدار خطا نسبت به A میشود:
∆A=√(∑▒〖(A-A ̅)〗)/n
* روش انجام آزمایش و محاسبات:
در ابتدا مقداری آب را درون بشر میریزیم و دمای آن را بالا میبریم .
در ادامه جرم کالریمتر خالی را اندازه گرفته که برابر با 186g است. حال آب سرد را به آن اضاف میکنیم و جرم آن را اندازه میگیریم که برابر با 406g است .
m1'=m2-m1=406-186=220
حال دماسنج ها را هم دما میکنیم. سپس به کالریمتر فرصت میدهیم تا به دمای تعادل برسد و دمای T1 را اندازه میگیریم که برابر 28.6درجه است.
به همین ترتیب جرم یخ را نیز بدست می آوریم که برابر است با 26g
با درنظر گرفتن T2=0 دمای تعادل برابر با 18.6 درجه سانتیگراد میشود.
m2'(T2-T)=(m1'+A)(T-T1)=26
با قراردادن مقادیر بدست آمده در فرمول زیر ، ارزش آبی کالریمتر را بدست می آوریم:
m2'(T2-T)=(m1'+A)(T-T1)
داده ها را در جدول قرار میدهیم:
A
T
T2
T1
m2'
m1'
27
18.6C
0
28.6C
26g
220g
1
2
3
آزمایش را سه بار تکرار کرده خطای اندازه گیری A را مطابق فرمول زیر و آنچه در تئوری گفته شد بدست می آوریم.
∆A=√(∑▒〖(A-A ̅)〗)/n
حال آزمایش را با کالریمتر دیگر انجام میدهیم و مقدار ارزش آبی آن را بدست می آوریم:
A
T
T2
T1
m2'
m1'
-3.5
غ ق ق
39C
80C
17C
63g
121g
1
2
3
همانطور که مشاهده میشود مقدار A منفی شده است که دلیل آن میتواند ناشی از تبادل گرما با محیط یا خراب بودن کالریمتر یا دماسنج ها یا ترازو باشد.
هرکدام از آزمایشات را دو یا سه بار تکرار کرده و خطای آن را مطابق قبل بدست می آوریم.
* نتیجه گیری:
ما در این آزمایش با وسیله کالریمتر و نحوه اندازه گیری ارزش آبی آن ، خطا و… آشنا شدیم .
همچنین دانستیم که منفی شدن مقدار آن میتواند ناشی از تبادل گرما با محیط یا خراب بودن کالریمتر یا دماسنج ها یا ترازو باشد.
پایان…