У цій лабораторії ми будемо визначати теплоту плавлення льоду, взявши шматок сухого льоду з початковою температурою та заливши його в калориметр (систему, складену з алюмінієвого скла з визначеною масою та води з певною початковою температурою і маса; у контейнері та з кришкою, які виконують роль теплоізоляторів). Після танення льоду ми вимірюємо температуру, яка буде рівноважною, і вимірюємо масу калориметра з водою та розтопленим льодом за цими даними та іншими даними, взятими заздалегідь, ми можемо розрахувати калорії, необхідні для різні процеси, такі як обчислення теплоти плавлення льоду.
2. Вступ
У цій лабораторії ми знайдемо приховану теплоту плавлення льоду. Коли речовина змінює температуру, відбувається зміна стану або фази. Фазова зміна речовини відбувається за певних температур і тисків. Перехід від твердого до газу називається сублімацією, від твердого до плавлення рідини, а від рідини до випаровування. Якщо тиск постійний, ці процеси відбуваються при постійній температурі. Кількість тепла, необхідна для зміни фази, називається приховане тепло; Існують приховані теплоти сублімації, плавлення та випаровування. Тепло, яке поглинається без зміни температури, становить приховане тепло.
3. Теоретичні основи
Приховане тепло
Речовина зазвичай відчуває зміну температури, коли теплова енергія передається між речовиною та її оточенням. проте бувають ситуації, коли передача теплової енергії не спричиняє зміни температури. Це має місце, коли фізичні характеристики речовини змінюються від однієї форми до іншої, що зазвичай називають фазовою зміною. Деякі загальні фазові зміни - тверда рідина (плавлення), рідина газ (кипіння) і зміна кристалічної структури твердої речовини. Усі фазові зміни передбачають зміну внутрішньої енергії.
Теплова енергія, необхідна для зміни фази даної маси, м, чистої речовини є
Графік температури проти доданої енергії, коли 1 г льоду спочатку при 30 ° C перетворюється на пару
Де L отримує ім'я приховане тепло ("приховане" тепло) речовини4 і залежить від характеру фазової зміни, а також від властивостей речовини. Прихована теплота плавлення, Lf, - термін, який використовується, коли фазова зміна переходить з твердого стану на рідкий ("злиття" означає плавлення, розплавлення) і прихована теплота випаровування, Lv, використовується, коли фаза змінюється з рідини на газ
4. Завдання
- Визнати тепло як вид енергії.
- Розширити поняття збереження енергії на процеси, що включають тепловіддачу.
- Визначте теплоту плавлення льоду.
4. Матеріали та обладнання
- Циліндричні тверді тіла з різних матеріалів (мідь, залізо, алюміній)
- Вода (також може використовуватися солона вода, алкоголь, гліцерин тощо)
- Контейнер з переливною трубкою.
- Мензурка.
- Лабораторний баланс.
- Штангенциркуль.
5. Порядок дій
- Калориметр зважується на вазі
- Калориметр зважують з відомою кількістю води
- Вага води отримується за допомогою попереднього проходу
- Вимірюється початкова температура калориметра та води, тобто однакова температура навколишнього середовища
- Вимірюється початкова температура, при якій знаходиться лід
- Помістіть зразок льоду всередину калориметра
- Термометр розміщений всередині системи (калориметр вода-лід)
- Температура всередині калориметра вимірюється, коли лід тане
- Всі вищевказані кроки виконуються з іншим зразком льоду