Сравнительная оценка результата
Виртуальная лабораторная работа № 6
По дисциплине:ФИЗИКА
(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
Тема: «Определение теплоемкости твердого тела»
Выполнил: студент гр. ГНГ-16-1 _________ /Анненкова А.В./
(подпись) (Ф.И.О.)
Проверил: ассистент кафедры ОТФ_________ /Водкайло Е.Г./
(должность) (подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
Цель работы
1) Измерение зависимости повышения температуры исследуемого образца в муфельной печи от времени;
2) Вычисление по результатам измерений теплоёмкости исследуемого образца.
Краткое теоретическое содержание
1) Явление, изучаемое в работе: теплообмен между телами
2) Определения
Теплоёмкость тела – это величина, численно равная отношению количества теплоты, переданному телу, к температуре этого тела.
; где 
- теплоёмкость тела, 
- количество теплоты, 
- температура тела, 
Удельная теплоёмкость вещества – это коэффициент, равный отношению переданного телу количества тепла к массе и изменению его температуры.
; где 
- удельная теплоёмкость тела, 
- масса тела, 
Т – температура тела, 
Температура тела – это мера теплового хаотичного движения частиц составляющих это тела.
Напряжение – это отношение работы А сил электрического поля при перемещении электрического заряда q из одной точки в другую к заряду q:
; где [U]=B, [q]=Кл, [A]=Дж
Сила тока – это величина I, равная отношению заряда 
, переносимого через поперечное сечение проводника за малый интервал времени 
, к этому интервалу времени:
; где [q]=Кл, [I]=A,[t]=с
Масса – мера инертности тела, при поступательном движении.
Основные расчетные формулы
; где - суммарная теплоёмкость печи и образца, [1]
- напряжение на источнике питания при нагревании печи с образцом, 
- сила тока при нагревании печи с образцом, 
- скорость изменения температуры при нагревании печи и образца, 
; где 
- теплоёмкость печи, [2]
- напряжение на источнике питания при нагревании пустой печи,
- сила тока при нагревании пустой печи,
- скорость изменения температуры при нагревании печи, 
; где 
- теплоёмкость образца, [3]
; где 
- удельная теплоёмкость образца, [4]
- масса образца,
 |
Схема установки
1- Муфельная печь,
2- Электронагреватель,
3- Вентилятор обдува,
4- Термопара,
5- Цифровой термометр,
6- Регулируемый источник питания,
7- Выключатель нагрева,
8- Таймер;
Формулы погрешности косвенных измерений
Определю среднеквадратичную ошибку среднего арифметического
Найду доверительный интервал (погрешность измерения)
где t- коэффициент Стьюдента
Окончательный результат:
Оценка относительной погрешности результата измерений
Таблица№1
Результаты измерений и вычислений.
| Физич. велич. |
|
| 
|
| 
|
[2]
|
[1]
|
[3]
|
 [4]
|
| Ед. изм. № опыта |
|
|
|
|
| 
| 
|
| 
|
| 304,0 | -0,99 | 295,8 | -2,41 | 545,5 | 2150,5 | 1605,0 | 401,3 | ||
| 312,3 | -0,45 | 298,5 | -1,71 | 621,8 | 2173,9 | 1552,1 | 388,0 | ||
| 318,9 | -0,15 | 300,9 | -1,35 | 695,0 | 2298,9 | 1603,9 | 401,0 | ||
| 324,0 | 0,03 | 303,3 | -1,08 | 774,2 | 2325,6 | 1551,4 | 387,9 | ||
| 328,1 | 0,16 | 305,5 | -0,87 | 854,7 | 2409,6 | 1554,9 | 388,7 | ||
| 331,2 | 0,24 | 307,6 | -0,71 | 942,4 | 2469,1 | 1526,7 | 381,7 | ||
| 333,8 | 0,30 | 309,6 | -0,60 | 1029,4 | 2531,6 | 1502,2 | 375,6 |
Пример вычислений
а) исходные данные:
Образец –латунный брусок;
m=4 кг;
I=2 A;
U=100 B;
;
б) погрешности прямых измерений:
;
;
;
;
в) вычисления:
г) вычисление погрешностей косвенных измерений:
Определю среднеквадратичную ошибку среднего арифметического
Найду доверительный интервал (погрешность измерения)
где t- коэффициент Стьюдента = 2,447
Окончательный результат:
l
Оценка относительной погрешности результата измерений
Графический материал
График 1. Пустая печь
График 2. Печь с образцом
Результат
Вывод
Сравнительная оценка результата
; где сл- справочное значение удельной теплоёмкости латуни.
На основании сравнительной оценки получившегося результата можно сказать о том, что таким способом можно определить удельную теплоёмкость вещества с погрешностью 6,76%.