آزمایش اندازه گیری ظرفیت گرمایی ویژه جامدات
هدف آزمایش: اندازهگیری گرمای ویژه جامدات.
وسایل آزمایش: بدنه كالریمتر، درپوش ویژه ظرفیت گرمایی ویژه جامدات، دماسنج جیوهای دقیق، اجسام جامد مورد آزمایش، صافی ويژه حمل اجسام جامد.
تئوری آزمایش
گرما انرژی انتقال یافته از یك سیستم به سیستم دیگر به دلیل اختلاف دمای در سیستم است. گرمای ویژه مشخصه هر ماده است که بنا به تعریف عبارت است از مقدار گرمای لازم برای یك درجه افزایش دمای واحد جرم ماده، یعنی با فرض ثابت بودن مقدار در گستره تغییرات دمایی مقدار گرمای لازم برای تغییر دمای جسم از به برابر خواهد بود با:
از آنجا كه ظرفیت گرمایی ویژه آب برابر با و استاندارد است، بنابراین هر جسمی كه گرمای ویژه آن مورد نظر باشد را با آب مخلوط میكنند. چون عمل اختلاط در یك ظرف (كالریمتر) صورت میگیرد. در نتیجه ظرفیت گرمایی ظرف نیز باید به حساب بیاید.
با توجه به قانون تبادل انرژی (كه در اینجا به صورت گرماست) میتوان نوشت:
مقدار گرمای گرفته شده توسط كالریمتر+ مقدارگرمای گرفته شده توسط جسم سرد = مقدارگرمای از دست داده توسط جسم گرم
(1)
كه در این رابطه همان ارزش آبی كالریمتر میباشد.
روش آزمایش
در ابتدا جسم مورد آزمایش را وزن كرده سپس آن را داخل سیرکولاتور قرار دهید تا دمای آن به دمای جوش آب برسد، سپس ظرف كالریمتر را كاملاً خشك كرده و به كمك ترازو جرم آن را اندازه بگیرید. در داخل كالریمتر حدود 200 گرم آب بریزید و مدتی صبر كنید تا ظرف و آب با هم همدما شوند، سپس دمای را یادداشت كنید.
حال جسم داغ را به سرعت درظرف آب كالریمتر قرار دهید و پس از مدتی كه دما به حالت تعادل رسید، آن را یادداشت كنید .
با استفاده از رابطه (1) مقدار گرمای ویژه جسم جامد را محاسبه نمایید. (ارزش آبی كالریمتر ( ) را قبلاً بدست آوردهاید)