fiz8-6.3· Bölmə 6 İstilik hadisələrində enerjinin saxlanması qanunu· ~12 dəq

Bərk cismin xüsusi istilik tutumunun təyini (praktik iş)

Kalorimetrlə metal silindrin xüsusi istilik tutumunu təyin etmə ölçmə addımları və hesablama tənliyi.

Bu praktik işin məqsədi metal (alüminium) silindrin xüsusi istilik tutumunu ( $c_{\text{b.c.}}$ ) təcrübi yolla təyin etməkdir. Əvvəlcə kalorimetr stəkanının kütləsi tərəzidə çəkilir, sonra ona $200\ \text{q}$ soyuq su tökülür və temperaturu ölçülür; bu, həm suyun, həm də kalorimetrin ortaq başlanğıc temperaturu $t_1$ -dir. Silindrin kütləsi də tərəzidə ölçülür, sonra o, qarmaqlı məftillə qaynar suya batırılaraq qızdırılır; beləliklə onun başlanğıc temperaturu qaynar suyunkuna, yəni $t_2=100\ ^\circ\text{C}$ -yə bərabər olur. Silindr sudan cəld çıxarılıb salfetlə qurulanır, kalorimetrə tam batırılır və qapaq örtülür; bir dəqiqə qarışdırdıqdan sonra termometrin göstəricisi sabitləşdikdə sistemin qərarlaşmış temperaturu $\theta$ qeyd olunur. Su, silindr və kalorimetr stəkanı arasında gedən istilik mübadiləsinə görə silindrin verdiyi istilik miqdarı ( $Q_{\text{b.c.}}$ ) suyun aldığı ( $Q_{\text{su}}$ ) və kalorimetrin aldığı ( $Q_{\text{kal}}$ ) istilik miqdarları cəminə bərabərdir: $c_{\text{b.c.}}m_{\text{b.c.}}(t_2-\theta)=c_{\text{su}}m_{\text{su}}(\theta-t_1)+c_{\text{kal}}m_{\text{kal}}(\theta-t_1)$ , burada $c_{\text{su}}=4200$ və $c_{\text{kal}}=920\ \text{C/(kq}\cdot{}^\circ\text{C)}$ sabit qiymətlərdir. Bu tənliyi $m_{\text{b.c.}}(t_2-\theta)$ -ya bölərək $c_{\text{b.c.}}$ tapılır.

📌Nümunə

Məsələn: $m_{\text{su}}=0.3\ \text{kq}$ , $t_1=19\ ^\circ\text{C}$ və $\theta=24\ ^\circ\text{C}$ olduqda, suyun aldığı istilik miqdarı $Q_{\text{su}}=4200\cdot0.3\cdot(24-19)=6300\ \text{C}$ təşkil edir.

Əsas terminlər

Bərk cismin xüsusi istilik tutumu (

c_{\text{b.c.}}

) — Praktik işdə naməlum kəmiyyət kimi kalorimetrik ölçmələr vasitəsilə hesablanan, silindrin maddəsinə xas xüsusi istilik tutumu.

Kalorimetr stəkanı — İçində su və silindr arasında istilik mübadiləsi baş verən, kütləsi

m_{\text{kal}}

ilə işarələnən alüminium daxili qab.

t_1

(başlanğıc temperatur) — Suyun kalorimetrə tökülən an ölçülən, su və kalorimetr stəkanının ortaq başlanğıc temperaturu.

t_2

(silindrin başlanğıc temperaturu) — Qaynar suya batırılıb qızdırılan silindrin başlanğıc temperaturu; qaynar suyunku ilə eyniləşdiyi üçün

t_2=100\ ^\circ\text{C}

qəbul edilir.

Qərarlaşmış temperatur (

\theta

) — Silindr kalorimetrə salınıb qarışdırıldıqdan sonra termometrin göstəricisi sabitləşdikdə qeyd olunan sistemin son temperaturu.

İstilik balansı tənliyi (praktik işdə) —

Q_{\text{su}}+Q_{\text{kal}}+Q_{\text{b.c.}}=0

: silindrin verdiyi istilik su və kalorimetrin aldığı istiliklərin cəminə bərabərdir.

Temperatur simvollarının mənası

Simvol	Nəyi göstərir
$t_1$	Su və kalorimetrin ortaq başlanğıc temperaturu
$t_2$	Silindrin başlanğıc temperaturu ( $100\ ^\circ\text{C}$ )
$\theta$	Qarışdırıldıqdan sonra qərarlaşmış son temperatur

Hər simvol tənlikdə fərqli bir cismin fərqli anını göstərir.

Hesablamada istifadə olunan sabit xüsusi istilik tutumları

Maddə	$c$ , $\text{C/(kq}\cdot{}^\circ\text{C)}$
Su	$4200$
Kalorimetr (alüminium)	$920$

Bu iki qiymət məlum sabit kimi tənliyə daxil edilir; naməlum olan yalnız $c_{\text{b.c.}}$ -dir.

✎Suyun aldığı istilik miqdarını tap

1Verilənlər: $m_{\text{su}}=0.2\ \text{kq}$ , $t_1=20\ ^\circ\text{C}$ , $\theta=25\ ^\circ\text{C}$ , $c_{\text{su}}=4200\ \text{C/(kq}\cdot{}^\circ\text{C)}$ .
2Temperatur fərqi: $\theta-t_1=25-20=5\ ^\circ\text{C}$ .
3Düstur: $Q_{\text{su}}=c_{\text{su}}m_{\text{su}}(\theta-t_1)$ .
4Hesablama: $Q_{\text{su}}=4200\cdot0.2\cdot5=4200\ \text{C}$ .

✎Silindrin xüsusi istilik tutumunu (

c_{\text{b.c.}}

) tap

1Verilənlər: $m_{\text{su}}=0.25\ \text{kq}$ , $m_{\text{kal}}=0.12\ \text{kq}$ , $t_1=18\ ^\circ\text{C}$ , $m_{\text{b.c.}}=0.06\ \text{kq}$ , $t_2=100\ ^\circ\text{C}$ , $\theta=23\ ^\circ\text{C}$ .
2Surəti hesabla: $c_{\text{su}}m_{\text{su}}(\theta-t_1)+c_{\text{kal}}m_{\text{kal}}(\theta-t_1)=4200\cdot0.25\cdot5+920\cdot0.12\cdot5=5250+552=5802$ .
3Məxrəci hesabla: $m_{\text{b.c.}}(t_2-\theta)=0.06\cdot(100-23)=0.06\cdot77=4.62$ .
4Nəticə: $c_{\text{b.c.}}=\frac{5802}{4.62}\approx1255.8\ \text{C/(kq}\cdot{}^\circ\text{C)}$ .

🚫Tez-tez səhv

$c_{\text{b.c.}}$ tapılan düsturun surətində yalnız $Q_{\text{su}}$ yazıb $Q_{\text{kal}}$ -ı unutmayın — kalorimetr stəkanı da su ilə birlikdə qızır və istilik alır.

🚫Tez-tez səhv

Məxrəcdə $(t_2-\theta)$ yazılmalıdır, $(t_2-t_1)$ deyil: silindrin son ( $\theta$ ) və başlanğıc ( $t_2$ ) temperaturu arasındakı fərq lazımdır.

🚫Tez-tez səhv

Kütlələr qramla verilsə də, düsturda mütləq kiloqrama çevrilməlidir — $c_{\text{su}}$ -nun vahidi kiloqrama əsaslanır.

⚠️Diqqət

$Q_{\text{su}}+Q_{\text{kal}}+Q_{\text{b.c.}}=0$ tənliyində $Q_{\text{b.c.}}$ mənfi çıxır, çünki silindr istilik verir — su və kalorimetr isə istilik alır.

💡Qeyd

Su və kalorimetr eyni qabda birlikdə ölçüldüyündən hər ikisinin başlanğıc ( $t_1$ ) və son ( $\theta$ ) temperaturu ortaqdır, buna görə hər iki düsturda eyni $(\theta-t_1)$ vuruğu iştirak edir.

Qaydalar

1Bu praktik işdə metal (alüminium) silindrin xüsusi istilik tutumu ( $c_{\text{b.c.}}$ ) təcrübi yolla təyin edilir.
2Kalorimetr stəkanına $200\ \text{q}$ soyuq su tökülüb temperaturu ölçülür; bu, suyun və kalorimetrin ortaq başlanğıc temperaturu $t_1$ -dir.
3Silindr qaynar suya salınaraq qızdırılır; onun başlanğıc temperaturu qaynar suyun temperaturuna, yəni $t_2=100\ ^\circ\text{C}$ -yə bərabərdir.
4Silindr sudan cəld çıxarılıb salfetlə qurulanır və kalorimetrə tam batırılır, qapaq örtülür; bir dəqiqə qarışdırdıqdan sonra termometrin göstəricisi sabitləşdikdə sistemin qərarlaşmış temperaturu $\theta$ qeyd olunur.
5İstilik balansı tənliyinə görə $Q_{\text{su}}+Q_{\text{kal}}+Q_{\text{b.c.}}=0$ -dır: silindrin verdiyi istilik su və kalorimetrin aldığı istiliklərin cəminə bərabərdir.
6 $Q_{\text{su}}=c_{\text{su}}m_{\text{su}}(\theta-t_1)$ və $Q_{\text{kal}}=c_{\text{kal}}m_{\text{kal}}(\theta-t_1)$ düsturları ilə hesablanır, burada $c_{\text{su}}=4200$ və $c_{\text{kal}}=920\ \text{C/(kq}\cdot{}^\circ\text{C)}$ -dır.
7Bu ifadələrdən silindrin xüsusi istilik tutumu $c_{\text{b.c.}}=\frac{c_{\text{su}}m_{\text{su}}(\theta-t_1)+c_{\text{kal}}m_{\text{kal}}(\theta-t_1)}{m_{\text{b.c.}}(t_2-\theta)}$ düsturu ilə tapılır.

Məşq

4 asan · 4 orta · 4 çətin

Hər testdə təsadüfi 10-dək sual seçilir

Asan Orta Çətin Qarışıq