Номер 9, страница 365 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Лабораторные работы. 9. Определение удельной теплоты плавления льда - номер 9, страница 365.

Условие.

9. Сделайте вывод о том, подтвердилась или не подтвердилась гипотеза исследования.

$V_1$, м$^3$

$V_2$, м$^3$

$V_3$, м$^3$

$m_1$, кг

$m_2$, кг

$t_1$, $^\circ$C

$t_2$, $^\circ$C

$t_3$, $^\circ$C

$\lambda$, $\frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$

$\Delta\lambda$, $\frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$

Решение.

Дано:

Результаты экспериментальных измерений (предполагается, что они внесены в таблицу):
$V_1, V_2, V_3$ - объемы, $м^3$
$m_1, m_2$ - массы, $кг$
$t_1, t_2, t_3$ - температуры, $°C$
Рассчитанные на их основе величины:
$\text{λ}$ - экспериментальное значение удельной теплоты плавления, $\frac{Дж}{кг}$
$Δλ$ - погрешность измерения удельной теплоты плавления, $\frac{Дж}{кг}$
Табличное значение удельной теплоты плавления льда: $λ_{табл} \approx 3,3 \cdot 10^5 \frac{Дж}{кг}$

Найти:

Сделать вывод о том, подтвердилась или не подтвердилась гипотеза исследования.

Решение:

Гипотеза исследования, как правило, заключается в предположении, что экспериментально измеренное значение физической величины совпадает с ее теоретическим (табличным) значением в пределах погрешности измерений.

Для проверки гипотезы необходимо выполнить сравнение полученного в ходе эксперимента значения $\text{λ}$ с табличным значением $λ_{табл}$. Гипотеза считается подтвержденной, если выполняется следующее условие (неравенство):
$|λ - λ_{табл}| \le Δλ$
Это неравенство означает, что табличное значение попадает в доверительный интервал экспериментального результата, который определяется как $[λ - Δλ; λ + Δλ]$.

Возможны два варианта вывода:

1. Гипотеза подтвердилась. Это происходит, если неравенство $|λ - λ_{табл}| \le Δλ$ выполняется. Вывод формулируется следующим образом: "Экспериментально полученное значение удельной теплоты плавления $λ = \text{...} \frac{Дж}{кг}$ с учетом погрешности $Δλ = \text{...} \frac{Дж}{кг}$ согласуется с табличным значением $λ_{табл} \approx 3,3 \cdot 10^5 \frac{Дж}{кг}$. Так как табличное значение попадает в доверительный интервал эксперимента, гипотеза исследования подтвердилась."

2. Гипотеза не подтвердилась. Это происходит, если неравенство $|λ - λ_{табл}| \le Δλ$ не выполняется. Вывод формулируется следующим образом: "Экспериментально полученное значение удельной теплоты плавления $λ = \text{...} \frac{Дж}{кг}$ с учетом погрешности $Δλ = \text{...} \frac{Дж}{кг}$ не согласуется с табличным значением $λ_{табл} \approx 3,3 \cdot 10^5 \frac{Дж}{кг}$. Расхождение между экспериментальным и табличным значениями превышает погрешность измерений. Следовательно, гипотеза исследования не подтвердилась. Вероятной причиной расхождения могут быть систематические ошибки, не учтенные при расчете погрешности, например, теплообмен калориметра с окружающей средой."

Поскольку численные значения из таблицы не предоставлены, сделать конкретный вывод невозможно. Выше описан алгоритм, по которому следует действовать для получения вывода.

Ответ: Для того чтобы сделать вывод о подтверждении гипотезы, необходимо рассчитать по экспериментальным данным значение удельной теплоты плавления $\text{λ}$ и погрешность измерения $Δλ$. Затем следует проверить, выполняется ли условие $|λ - λ_{табл}| \le Δλ$, где $λ_{табл}$ — табличное значение ($≈ 3,3 \cdot 10^5 \frac{Дж}{кг}$ для льда). Если условие выполняется, гипотеза подтверждена. Если не выполняется — гипотеза не подтверждена.