Лабораторна робота № 2 Мета: Експериментально визначити питому теплоту плавлення льоду.
Обладнання: Калориметр, терези з важками, вода, термометр, мензурка, лід.
Теоретичні відомості
Якщо в калориметр з водою покласти лід масою m1 при температурі t1 =0 0С, то лід почне плавитись (танути), а вода, що утворилась з льоду буде нагріватись від температури t1 до температури t , яка встановиться в калориметрі. Вода ж яка знаходилась в калориметрі і сам калориметр, віддаючи тепло, будуть охолоджуватись від деякої початкової температури t2 до t .
Q_1=λ∙m_1- кількість теплоти, яка поглинається при плавленні льоду масою m1;
Q_2=c_1∙m_1 (t-t_1)- кількість теплоти, яка поглинається при нагріванні льодяної води, яка утворилась з льоду від t1 до t;
Q_3=c_1∙m_2 (t-t_2) - кількість теплоти, яка виділяється водою масою m2, що знаходиться в калориметрі, при її охолодженні від температури t2 до t;
c_1 - питома теплоємність води;
Q_4=c_2∙m_3 (t-t_2) - кількість теплоти, яка виділяється калориметром при його охолодженні від температури t2 до t;
с2 - питома теплоємність калориметра;
m3 - маса калориметра;
Будемо вважати, що немає теплообміну з навколишнім середовищем.
Складемо рівняння теплового балансу:
Q_1+Q_2+Q_3+Q_4=0
λ∙m_1+c_1∙m_1 (t-t_1 )+c_1∙m_2 (t-t_2 )+c_2∙m_3 (t-t_2 )=0
λ=(〖-c〗_1∙m_1 (t-t_1 )-c_1∙m_2 (t-t_2 )-c_2∙m_3 (t-t_2 ))/m_1
λ=(〖(c〗_1∙m_2+c_2∙m_3)(t_2-t)-c_1∙m_1 (t-t_1 ))/m_1 – робоча формула
Хід роботи
1. Керуючись теоретичними відомостями підготуйте в зошиті таблицю даних,
m_1, кг m_2, кг m_3, кг t_1, (_^°)C t_2, (_^°)C t_, (_^°)C λ λ_таб
0,1
2. Визначте масу внутрішньої посудини калориметра m3та запишіть її до таблиці даних.
3. Залийте в калориметр 150 мл води..
4. Вважаючи, що густина води 1 г/см3. Обраховане значення маси води (m2) запишіть до таблиці.
5. За до термометра виміряйте початкову температуру водиt_2 та запишіть це значення до таблиці.
6. Витягніть шматки льоду з холодильника і зважте їх. Отримаєте значення m_1.
7. Киньте шматки льоду у воду і виміряйте температуру. Отримаєте значенняt.
8. За таблицями визначте питому теплоємність калориметра та води.
c_1=4200 кДж/кг(_^°)C
c_2=920 кДж/кг(_^°)C
9. Використовуючи формулу знайдіть питому теплоту плавлення льоду. Результати обрахунків занесіть до таблиці.
λ=(〖(c〗_1∙m_2+c_2∙m_3)(t_2-t)-c_1∙m_1 (t-t_1 ))/m_1
10. Порівняйте отримане значення з табличним значенням. Запишіть обидва значення до складеної вами таблиці.
11. Зробіть висновок у якому вкажіть причини похибок, що призвели до неточних результатів.
