Slezská univerzita v Opavě – Filosoficko-přírodovědecká fakulta

                         Fyzikální praktikum II – Elektřina a magnetizmus

Jméno:


               Ročník, obor:


                            Vyučující:


                                      Akademický rok:

                                      2021/2022

Spolupracující:




                                           Název úlohy:


Elektrická práce

Datum měření:


Číslo úlohy:


                                                E6

Datum odevzdání:



Teoretický úvod


Prochází-li elektrickým obvodem elektrický proud, vykonají elektrické síly práci


                                          W =  U I t, kde


U je napětí na zdroji, I elektrický proud a t doba průchodu elektrického proudu obvodem.


Vnitřní energie vodičů se zvýší, a to se projeví zvýšením teploty. Energie, kterou vodič získá, se
nazývá Jouleovo teplo. Můžeme je vypočítat podle vzorce


                                          Q = c m Δυ, kde


c je měrná tepelná kapacita, m hmotnost a Δυ změna teploty.


K změření tepla používáme elektrický kalorimetr. Je tvořen dobře izolovanou nádobou s tekutinou, ve
které je topná spirála. Zanedbáme-li ztráty platí


                                          U I t = c m Δυ,


Vzhledem k tomu, že se zahřívají i části kalorimetru, musíme do vzorce přidat veličinu K – tepelnou
kapacitu kalorimetru. Rovnice má pak tvar


                                      U I t = ( c m + K) Δυ.


Kapacitu kalorimetru určíme jako součin hmotnosti hliníkové nádoby a měrné tepelné kapacity
hliníku. Kapacitu ostatních částí kalorimetru (topná spirála, ponořená část teploměru a míchačky)
zanedbáme.


Úkoly


1. Stanovte kapacitu elektrického kalorimetru.

2. Pomocí elektrického kalorimetru experimentálně ověřte platnost rovnice

                                      U I t = ( c m + K) Δυ.

3. Měření proveďte pro dvě různá množství vody.

4. Vysvětlete, proč se veličiny W a Q nerovnají přesně.

Pomůcky


Zdroj napětí, ampérmetr, voltmetr, reostat, elektrický kalorimetr, teploměr, stopky, laboratorní
váhy, vodiče, voda


1. Určení kapacity kalorimetru


Zvažte hliníkovou nádobu kalorimetru, zjistěte měrnou tepelnou kapacitu hliníku a vypočtěte
kapacitu kalorimetru.


m[Al] =                                       c[Al] =


K = m[Al  ]c[Al]


K =


2. Ověření platnosti rovnice U I t = ( c m + K) Δυ – první měření


Sestavte elektrický obvod s kalorimetrem podle schématu


uloha4a

Změřte potřebné veličiny a ověřte platnost rovnice.


U =                                      I =                                         t =


W = U I t


W =



m =                                       c =                                  K
=                           Δυ =


Q = c m Δυ


Q =

3. Ověření platnosti rovnice U I t = ( c m + K) Δυ – druhé měření



U =                                      I =                                         t =


W = U I t


W =



m =                                       c =                                  K
=                           Δυ =


Q = c m Δυ


Q =



Závěr


Kapacitu kalorimetru jsme určili na K =


Při prvním měření jsme elektrickou práci určili na W =


Při prvním měření jsme teplo určili na Q =


Rozdíl je způsoben



Při druhém měření jsme elektrickou práci určili na W =


Při druhém měření jsme teplo určili na Q =


Rozdíl je způsoben