бладнання: металевий брусок, нагрівач, ваги, термометр, посудина для води, нитка, штатив.
Рішення: За допомогою ваг визначимо масу металу m м і масу води в калориметр m в. Потім виміряємо термометром температуру води в калориметр t 1. Обв'язавши брусок ниткою, і прикріпивши інший її кінець до штатива, опустимо брусок в посудину з водою. Поставимо посудину на нагрівач і нагріємо воду (а разом з нею і брусок) до температури t 2 (80? 90 ° С). Значення температури t 2 знову визначаємо термометром. Після цього швидко виймаємо брусок з посудини з водою і поміщаємо в калориметр. Нехай усталена температура в ньому дорівнює to. Тоді рівняння теплового балансу має вигляд:
м m м (t 2? to)=c в m в (to? t 1) + c до m до (to? t 1),
де з м, с в, з к? питомі теплоємності металу, води і калориметра відповідно, m до? маса калориметра.
Вирішуючи рівняння, отримаємо:
c м=(c в m в + c до m к) (to? t 1) / (m м (t 2? to)).
Подібні завдання можуть бути дані учням без коментарів до вирішення, тобто просто умову задачі та обладнання, при цьому спосіб вирішення учні повинні запропонувати самостійно. Рішення завдання можна також оформити у вигляді коментарів до задачі, тим самим підказуючи рішення хлопцям.
До речі, про зрівняння теплового балансу багато вчителів не розповідають. Дане рівняння вивчається в класах з поглибленим вивченням фізики, або на факультативних заняттях.
. Цікава фізика.
На уроках можна використовувати цікаві завдання зі збірників Я.І. Перельмна. Їх можна застосовувати як мотиваційних або для загального розвитку і формуванні пізнавального інтересу до фізики.
Приклад: фізика урок завдання експеримент
КОЛИ ЖОВТНЕВА ЗАЛІЗНИЦЯ довжина - ВЛІТКУ АБО ВЗИМКУ?
На запитання: «Якої довжини Жовтнева залізниця?»- Хтось відповів: - Шістсот сорок кілометрів в середньому; влітку метрів на триста довше, ніж узимку. Несподіваний відповідь цей не так безглуздий, як може здатися. Якщо довжиною залізниці називати довжину суцільного рейкового шляху, то він і справді повинен бути влітку довший, ніж взимку. Не забудемо, що від нагрівання рейки подовжуються - на кожен градус Цельсія більш ніж на одну 100000-ю своєї довжини. У спекотні літні дні температура рейки може доходити до 30 - 40 ° і вище; іноді рейок нагрівається сонцем так сильно, що обпалює руку. У зимові морози рейки охолоджуються до - 25 ° і нижче. Якщо зупинитися на різниці в 55 ° між літньою і зимовою температурою, то, помноживши загальну довжину шляху 640 км на 0,00001 і на 55, отримаємо близько 1/3 км. Виходить, що й справді рейковий шлях між Москвою і Ленінградом влітку на третину кілометра, тобто приблизно метрів на триста, довше, ніж узимку.
Змінюється тут, звичайно, не довжина дороги, а тільки сума довжин всіх рейок. Це не одне і те ж, тому що рейки залізничного шляху не примикають один до одного впритул: між їх стиками залишаються невеликі проміжки - запас для вільного подовження рейок при нагріванні [Зазор цей, при довжині рейок 8 м, повинен мати при 0 ° розмір 6 мм. Для повного закриття такого зазору потрібно підвищення температури рейки до 65 ° С. При укладанні трамвайних рейок не можна, за технічними умовами, зали...
