[ صفحه اول ] [ صفحه2 ] [ صفحه3 ] [ صفحه4 ] [ صفحه5 ] [ صفحه6 ] [ صفحه7 ] [ پاسخ تمرينهاي فصل دوم ] [ صفحه8 ] [ صفحه9 ] [ صفحه10 ] [ صفحه11 ] [ صفحه12 ] [ صفحه13 ] [ صفحه14 ] [ صفحه15 ] [ صفحه16 ] [ صفحه17 ] [ صفحه18 ] [ پ تمرين ف ششم فیزیک 2ص1 ] [ پ تمرين ف ششم فیزیک 2ص2 ] [ پ تمرين ف ششم فیزیک 2ص3 ] [ ت تکمیلی ف ششم فیزیک 2ص1 ] [ ت تکمیلی ف ششم فیزیک 2ص2 ] [ ت تکمیلی ف ششم فیزیک 2ص3 ] [ بخش کنکور ] [ پاسخ به سوالات ]

آزمايش 6-2: گرما سنجي - تعيين ظرفيت گرمايي گرماسنج.

وسايل لازم: ترازو، يك ظرف آب، چراغ الكلي يا گازي، سه پايه و شعله پخش كن، ظرف شيشه اي نسوز براي گرم كردن آب، يك فلاسك( يا ظرفي كه به خوبي عايق بندي شده باشد)، دو عدد همزن، دو عدد دماسنج جيوه اي، يك عدد دستگيره.

آزمايش زير را به طور گروهي انجام دهيد.

1-  2/0 كيلوگرم آب( m₁ ) درون فلاسك بريزيد و همزن و دماسنج را درون آن قرار دهيد و حدود ده دقيقه صبر كنيد تا فلاسك و آب و همزن به تعادل گرمايي برسند.

2- در اين فاصله 4/0 كيلوگرم آب (m₂ ) نيز درون ظرف شيشه اي نسوز بريزيد.

3- ظرف نسوز را مطابق  شكل مقابل روي سه پايه بالاي چراغ قرار دهيد.

4- چراغ را روشن كنيد. با همزن آب را به هم بزنيد. تا دماي همه قسمتهاي آب درون ظرف يكي شود.

5- پس از 5 دقيقه چراغ را خاموش كنيد.

6- دماي آب درون فلاسك و آب درون ظرف شيشه اي را به كمك دماسنج هايي كه در هر يك از اين  ظرفها قرار دارد اندازه بگيريد و يادداشت كنيد. سپس آب گرم درون  ظرف شيشه اي نسوز را ( به كمك دستگيره) به درون فلاسك بريزيد.

7- آب درون فلاسك را با همزني كه درون آن است هم بزنيد و پس از چند دقيقه هنگامي كه دما ديگر تغييري نكرد، آن را يادداشت كنيد.( )

8- اگر ظرفيت گرمايي ويژه آب را با C_W ، ظرفيت گرمايي ويژه فلاسك را با C_F ، ظرفيت گرمايي ويژه همزن را با C_M، ظرفيت گرمايي ويژه دماسنج را با C_T، جرم فلاسك را با M، جرم همزن را با و جرم دماسنج را با نمايش دهيم با استفاده از معادله (6-6) خواهيم داشت:

دقت كنيد كه دماي اوليه فلاسك و همزن و دماسنج با دماي اوليه آب درون فلاسك برابر استو همين طور هم دماي تعادل براي همهآنها يكسان است.

9- از رابطه بالا داريم:

10- در اين رابطه تنها عبارت داخل كروشه مجهول است، مقدار آن را به كمك اعدادي كه در آزمايش به دست آورده ايد محاسبه كنيد. اين كميت را ظرفيت گرمايي مجموعه فلاسك و همزن و رماسنج درون آن مي نامند و آن را با نماد A نمايش مي دهند.

مجموعه فلاسك و همزن درون آن را معمولاً گرماسنج مي نامند. با انجام اين آزمايش شما ظرفيت گرمايي گرما سنج را كه به صورت زير تعريف مي شود اندازه گرفته ايد.

  ظرفيت گرمايي گرماسنج

جواب آزمايش 6-2: آزمايش را مطابق دستور به دقت انجام دهيد و مقادير به دست آمده از اندازه گيريها را در رابطه بند(9) قرار دهيد.ومقدار داخل كروشه را كه برابر ظرفيت گرمايي گرماسنج است ه دست آوريد.

آزمايش 6-3: تعيين گرماي ويژه يك جسم

وسايل لازم: گرماسنج( فلاسك، همزن و دماسنج) با ظرفيت گرمايي معين كه قبلاً اندازه گرفته ايد. يك جسم كوچك فلزي( مثل يك كليد)، يك همزن و يك دماسنج ديگر، ترازو، ظرف شيشه اي نسوز، چراغ الكلي يا گازي، سه پايه و شعله پخش كن، يك انبرك، يك دستگيره.

اين آزمايش را نيز به طور گروهي انجام دهيد.

1- با استفاده از ترازو،2/0 كيلوگرم آب (m₁ ) درون گرماسنج بريزيد و حدود ده دقيقه صبر كنيد تا دماي گرماسنج و آب يكي شود.

2- جرم جسم فلزي را   به كمك ترازو اندازه بگيريد و يادداشت كنيد.(m₂ ).

3- جسم فلزي را درون ظرف شيشه اي نسوز قرار دهيد و مقداري آب درون آن بريزيد و همزن و دماسنج اضافي را نيز درون ظرف قرار دهيد.

4- ظرف شيشه اي را مطابق شكل(6-5) روي چراغ بگذاريد و شعله را روشن كنيد و آب درون ظرف را به كمك همزن به هم بزنيد.

5- پس از پنج دقيقه شعله را خاموش كنيد و همزمان دماي گرماسنج و آب درون آن () و دماي آب گرمي كه جسم فلزي در آن است( ) را به كمك دماسنج هاي مربوط اندازه بگيريد و يادداشت كنيد.

6- جسم داغ شده را توسط انبرك هر چه سريعتر به درون آب درون فلاسك بيندازيد.

7- آب درون فلاسك را با همزن به هم بزنيد و تغييرات دما را در نظر بگيريد. به محض آن كه تغيير دما متوقف شد( يعني مجموعه فلاسك و آب و جسم به دماي تعادل رسيد) دماي تعادل را اندازه بگيريد و يادداشت كنيد.

8- با استفاده از معادله (6-6) داريم:

9- در اين رابطه تنها جسم C مجهول است. مقدار آن را به كمك اعدادي كه در آزمايش به دست آورده ايد محاسبه كنيد.

جواب: آزمايش را مطابق دستور انجام دهيد و در اندازه گيري دماها و جرم ها دقت لازم را بعمل آوريد. در اين صورت عددي كه از رابطه بند(8) به دست خواهيم آورد به مقدار واقعي بسيار نزديك خواهد بود.

فعاليت 6-2:  گرماي ويژه يك فلز يا مايع معلوم را اندازه بگيريد. مقداري را كه به دست آوريد، با مقدار داده شده در جدول(6-1) مقايسه كنيد. دليل اختلاف بين عددي كه شما بدست آورده ايد و رقمي كه در جدول درج شده چيست؟ موضوع را باهمكلاسيهاي خود به بحث بگذاريد.

جواب: دليل اختلاف مي تواند در دقت كم، هنگام اندازه گيري دماها يا جرمها باشد. هر چقدر در اين اندازه گيري ها دقت بيشتري بعمل آوريد، اختلاف فوق كمتر خواهد شد.

س: تغيير حالتهاي ماده چگونه است؟

ج:  ماده به طور عادي سه حالت دارد كه مي توانند در اثر افزايش يا كاهش درجات معيني از دما، بطور دو طرفه به هم تبديل شوند.لذا تبديلات ماده به شش صورت زير خواهد بود:

س: تغيير حالت( يا تغيير فاز) ماده چگونه است؟

ج:  گذار از يك حالت(فاز) به يك حالت ديگر را تغيير حالت يا تغيير فاز مي نامند. مثل تغيير فاز از حالت جامد به مايع كه ذوب ناميده مي شود.

س: دماي گذار چيست؟

ج:  هر تغيير فاز( در فشار ثابت) در دماي ثابت و معيني صورت مي گيرد كه آنرا دماي گذار مي نامند.

Eتذكر: تغيير فازها معمولاً با گرفتن يا از دست دادن گرما همراهند. علاوه بر اين جسم و چگالي ماده نيز با تغيير حالت آن تغيير مي كند.

فعاليت 6-3: آزمايشي طراحي كنيد و انجام دهيد كه در آن تغيير حجم  آب به هنگام انجماد( يخ بستن) و يا تغيير حجم به هنگام ذوب شدن( آب شدن) مشخص شود.

جواب:  مقداري آب را در يك ظرف پلاستيكي (مثل ظرف نوشابه كوچك خانواده) بريزيد و با ماژيك سطح آب را روي ظرف علامت بزنيد. ظرف را در فريزريخچال قرار دهيد تا يخ بزند. ملاحظه خواهيد كرد، سطح يخ اندكي از علامت بالا بوده و جداره ظرفنيز كمي باد كرده است. يعني حجم آب هنگام يخ بستن بيشتر شده ست. اگر همين ظرف را داخل آب گرم قرار دهيد، بعد از مدتي يخ ذوب مي شود و به حد علامت قبلي باز مي گردد.