Qattiq jismlarning solishtirma issiqlik sig’imini aniqlash. Ishning maqsadi

Mavzu: QATTIQ JISMLARNING SOLISHTIRMA ISSIQLIK SIG’IMINI ANIQLASH.


Ishning maqsadi

• 
  Qizdirilgan mis,qo’rg’oshin va shishani sovuq suv bilan aralashtirish va aralashmaning temperaturasini o’lchash.
  
• 
  Mis,qo’rg’oshin va shishaning issiqlik sig’imini aniqlash.
  

Kerakli asboblar: dyuar idish, dyuar idish g'ilofi, mis pitra, shisha pitra,
qo’rg’oshin pitra, tarozi, raqamli termometr, bug' generatori, qizdirish apparati, menzurka.


Nazariy ma’lumotlar
Jism qizishida yoki sovushida yutilgan yoki ajralgan issiqlik miqdori ΔQ temperaturaning o’zgarishiga Δϑ va massaga m proporsional:



(1)
Bu yerda proporsionallik koeffisiyenti c – jismning solishtirma issiqlik sig’imi deyiladi va uning qiymati materialning turiga bog’liq.
Mazkur tajribada pitra shaklidagi turli materiallarning solishtirma issiqlik sig’imi koeffisiyenti aniqlanadi.
Har bir hol uchun pitralar torozida tortiladi va
temperaturagacha qizdiriladi, keyin massasi torozida tortib aniqlangan temperaturali suv quyiladi. Yaxshi aralashgandan keyin issiqlik almashinuvi evaziga pitra bilan suv umumiy temperaturaga erishadi ϑ_m . Bunda pitradan ajralgan issiqlik miqdori ΔQ1



(2)
(bu yerda m1 pitra massasi, c1 -pitraning solishtirma issiqlik sig’imi) suv yutgan issiqlik miqdoriga ΔQ2 teng.



(3)
bu yerda m2 –suv massasi.
Bu yerda suvning solishtirma issiqlik sig’imi koeffisiyenti c2 aniq, temperaturasi esa bug’ temperaturasiga teng deb faraz qilinadi.No’malum c1ning qiymati o’lchangan ϑm,ϑ2,m1 va m2 ning qiymatlari bo’yicha quyidagi formula orqali hisoblanadi:

(4)

Kalorimetrning idishi ham pitradan ajralgan issiqlikning bir qismini yutadi.Demak, kalorimetrning issiqlik sig’imi quyidagiga teng bo’ladi

(5)
Shunday qilib, kalorimetr idishining suv ekvivalenti mk hisoblashlarda hisobga olinadi.
(3) formula bilan hisoblangan yutilgan issiqlikning miqdori ancha aniqroq hisoblanadi



(6)
va uni hisobga olgan holdagi (IV) formula quyidagi ko’rinishga keladi:

(7)
Issikdik uzatishda ichki еnergiya o`zgarishiga teng bo`lgan, jism olgan yoki yo`qotgan (uzatgan) еnergiya issiqlik miqdori deb ataladi. Jismning massasi qancha kichik bo`lsa, shuncha kam, aksincha massa qancha katta bo`lsa, shuncha ko`p issiqlik miqdori zarur bo`ladi. Issiqlik mikdori SI o`lchov birliklari sistemasida «Joul’»da o`lchanadi. Texnik o`lchov sistemasida issiqlik miqdori «kaloriya»da o`lchangan. «Kaloriya»dan «Joul»ga quyidagi munosabat orqali o`tiladi:
1 kal = 4, 18J; 1 kkal = 4, 18kJ.
Har xil massali bir xil jismlarni yoki bir xil massali turli xil jismlarni isitishda turlicha miqdordagi issiqlik miqdori kerak bo`ladi. Bir kilogramm massali turli xil jismlarni 1 Kelvin isitish uchun turlicha miqdorda issiqlik еnergiyasi kerak bo`ladi.
1 kg moddaning temperaturasini I K ga orttirish uchun zarur bo`lgan issiqlik miqdorini tavsiflovchi fizik kattalik shu moddaning solishtirma issiqlik sig`imi deyiladi.
Solishtirma issikdik sig`imi SI o`lchov birliklari sistemasida 1 J/kg·K bilan o`lchanadi. Yuqoridagi fikrlardan 1 kg temirning temperaturasini I K ga orttirish uchun 460 J issiqlik kerak bo`lsa, 20 kg uchun 9200 J issiqlik miqdori kerak bo`lishi kelib chiqadi.
Jismlarni isitish uchun zarur bo`lgan yoki ular soviganida yo`qotilgan issiqlik miqdori jismning massasi, solishtirma issiklik sig`imi va temperaturalari farqi bilan quyidagicha bog`langan:
Q = cm(ϑ<sub>2</sub>-ϑ<sub>l</sub>), (8)
bunda: Q — jism olgan (bergan) issiqlik miqdori, J; m — jism massasi, kg; c — jismning solishtirma issiqlik sig`imi, J/kg·K; ϑ=ϑ₂ – ϑ₁ – oxirgi va boshlang`ich holatlardagi temperaturalar farqi.
Moddalarning solishtirma issiqlik sig`imlari kalorimetr asbobi yordamida aniqlanadi. Buning uchun kalorimetr ichki idishi, aralashtirgich va kalorimetrga quyilgan modda(suv)ning massalari o`lchash aniqligi yuqori bo`lgan tarozida tortib aniqlanadi.
Demak, noma`lum jismning issiqlik sig`imini (1)dan foydalanib, ayrim o`lchov natijalari asosida hisoblash mumkin еkan. Buning uchun kalorimetr massasi m<sub>k</sub>, kalorimetrga quyilgan suvning massasi m<sub>s</sub> va temperaturasi ϑ<sub>s</sub>, o`rganilayotgan qizdirilgan qattiq jismning temperaturasi ϑ_j va massasi m hamda aralashma (suv va qizdirilgan qattiq jism) temperaturasi ϑ_m deb belgilab olinadi. U holda (1) ifodani laboratoriya ishini bajarish shartiga mos quyidagi shaklda yozish mumkin:
Q= c_j·m(ϑ_j – ϑ_m), (9)
bundaqo c_j — o`rganilayotgan jismning solishtirma issiqlik sig`imi. Ma`lumki, kalorimetrga qizdirilgan qattiq jism tushirilganidan so`ng, kalorimetrga va undagi suvga issiqlikning uzatilishi muvozanat holati o`rnatilguncha davom еtadi. Bunda kalorimetr va undagi suvning temperaturasi ϑ<sub>m</sub> gacha ko`tariladi. Ularning olgan issiqlik miqdorlari, mos ravishda, quyidagicha ifodalanadi:
Q_k = c_km_k(ϑ_m – ϑ_k) va Q_c=c_sm_s(ϑ_m -ϑ_s). (10)
Еnergiyaning saqdanish va aylanish qonunidan kelib chiqqan holda o`rganilayotgan moddaning solishtirma issiqlik sig`imini yuqoridagilar asosida

₍₁₁₎
shaklda ifodalash mumkin.