Лабораторная работа №10. Определение эффективности установки с электрическим нагревателем.

Объем учебного времени – 2 часа.

Цель работы: определение опытным путем тепловой отдачи электрического нагревателя.

В результате выполнения лабораторной работы студенты должны знать:

- формулу количества теплоты, полученного водой при нагревании и работы, совершенной электрическим током, формулу вычисления КПД нагревателя;

уметь:

- собирать электрическую цепь для данной лабораторной работы;

- пользоваться весами, термометром, амперметром;

- определять КПД установки с электрическим нагревателем;

Оборудование: амперметр, источник тока, ключ, сосуд с водой, весы или мензурка, спираль R = 2 Ом, часы, лабораторный термометр.

Правила техники безопасности (Приложение Д)

Основные теоретические положения

Тепловой отдачей нагревателя (эффективностью установки) называют отношение количества теплоты, израсходованного на нагревание воды, к работе, совершенной током.

количество теплоты, полученное водой при нагревании,

где с - удельная теплоемкость воды (таблица 2, с.164 [3]),

m – масса воды,

m = V, где - плотность воды (таблица 1, с.164 [3]), V – объем воды, 1мл=1см м

T – изменение температуры воды,

работа, совершенная током,

где I – сила тока, R – сопротивление проводника, t - время прохождения тока по проводнику.

Порядок выполнения работы

Задание I: Определить тепловую отдачу нагревателя.

1. В сосуд для кипячения воды налейте определенное количество воды. Измерьте начальную температуру воды.

2. Составьте электрическую цепь, соединив последовательно источник тока, амперметр, спираль, ключ.

3. Опустите спираль в воду, включите ток и нагревайте 20 минут.

4. Начертите таблицу для записи измерений и вычислений (таблица 1).

Таблица 1

Масса воды m, кг	Начальная температура воды С	Конечная температура воды	Время нагревания	Сила тока	Работа тока А, Дж	Количество теплоты Q, Дж	Тепловая отдача

5. Полученные результаты занесите в приготовленную таблицу.

6. Используя данные таблицы, вычислите:

а) работу тока;

б) количество теплоты, затраченное на нагревание воды;

в) тепловую отдачу нагревателя.

Все вычисления приведите под таблицей.

7. Сделайте вывод о причинах малой тепловой отдачи нагревателя.

Задание II: Оформить результаты измерений и вычислений в форме отчета по лабораторной работе в соответствии с Приложением Б.

Контрольные вопросы:

1. Как можно объяснить нагревание проводника электрическим током?

2. Напишите формулу закона Джоуля – Ленца. Разъясните буквенные обозначения.

3. С какой целью провода в местах соединений не просто скручивают, а спаивают. Ответ обоснуйте.

4. Если кипятильник вынуть из воды, не выключив предварительно из сети, то он быстро перегорает. Почему?

Форма контроля - письменный отчет

Список рекомендуемой литературы:

1. Мякишев Г.Я. Физика 10 класс.- М.: Просвещение, 2011.- 366 с. + CR-ROM.