Ciepło topnienia lodu

Pracownia Fizyczna dla uczniów 2009/2010
WYZNACZANIE CIEPŁA TOPNIENIA LODU
1. WSTĘP TEORETYCZNY
Q
c
L
- ciepło [J]
- ciepło właściwe (ilość ciepła potrzebna do ogrzania 1kg substancji o jeden
J
J
°K lub °C) [
lub
]
kg ⋅°C
kg ⋅ K
- ciepło topnienia (ilość ciepła potrzebna do stopienia 1kg substancji w stałej
J
temperaturze) [ ]
kg
Q=
c ⋅ m (Tk − Tp )
Q= L ⋅ m
UKŁAD POMIAROWY:
BILANS CIEPŁA W WYKORZYSTANYM UKŁADZIE:
Ciepło „pobrane”:
przez lód na stopienie ( L ⋅ ml ) oraz przez wodę powstałą z lodu na ogrzanie (
cw ⋅ ml (Tk − 0°C ) )
Ciepło „oddane”:
przez wodę w kalorymetrze (- cw ⋅ mw (Tk − Tp ) ) oraz przez kalorymetr
(-
ck ⋅ mk (Tk − Tp ) )
opracowała: Zofia Piłat
str. 1
Pracownia Fizyczna dla uczniów 2009/2010
W układzie izolowanym ilość ciepła pobrana przez ciała jest równa ilości ciepła oddanej
przez ciała otaczające.
L ⋅ ml + cw ⋅ ml (Tk − 0°C ) =−cw ⋅ mw (Tk − Tp ) − ck ⋅ mk (Tk − Tp )
Z tego ciepło topnienia lodu:
( cw ⋅ mw + ck ⋅ mk ) ⋅ (Tp − Tk )
=
L
ml
− cw ⋅ Tk
2. POMIARY
PIERWSZA SERIA POMIAROWA
1. Masa kalorymetru:
mk = ……………………………………………….
2. Masa kalorymetru z wodą:
mk+ mw = …………………………………………
3. Pomiary temperatury (tabele nanosimy na otrzymanych kartkach):
l.p.
1
..
..
t [min]
T [°C]
SZYBKIE WRZUCENIE LODU (nie wyłączać stopera!!!)
..
..
itd.
4. Masa kalorymetru z wodą i wodą powstałą z lodu:
mk+ mw + ml = …………………………………………
EWENTUALNA DRUGA SERIA POMIAROWA
5. Masa kalorymetru:
mk = ……………………………………………….
6. Masa kalorymetru z wodą:
mk+ mw = …………………………………………
opracowała: Zofia Piłat
str. 2
Pracownia Fizyczna dla uczniów 2009/2010
7. Pomiary temperatury (tabele nanosimy na otrzymanych kartkach):
l.p.
1
..
..
t [min]
T [°C]
SZYBKIE WRZUCENIE LODU (nie wyłączać stopera!!!)
..
..
itd.
8. Masa kalorymetru z wodą i wodą powstałą z lodu:
mk+ mw + ml = …………………………………………
3. OBLICZENIA I WYNIKI (dla wybranej serii pomiarowej)
9. Wykreślenie na papierze milimetrowym zależności T(t). Wyznaczenie Tk i Tp metodą
ekstrapolacji:
Tp= …………………………………………
Tk = …………………………………………
opracowała: Zofia Piłat
str. 3
Pracownia Fizyczna dla uczniów 2009/2010
10. Wyznaczenie ciepła topnienia lodu
J
g ⋅°C
J
ck = 0,896
g ⋅°C
mk = …………………………………………
cw = 4,19
ml = …………………………………………
mw = …………………………………………
L = ……………………………………..……………………………………..……………
…………………..……………………………………..……………………………………..
…………………..……………………………………..……………………………………..
…………………..……………………………………..…………………………………….
4. BŁĘDY POMIAROWE
Niepewność pomiaru temperatury:
o dokładność sprzętu ……………………………
o czynnik „ludzki” ……………………………
sT = ………………………………………………..
Niepewność pomiaru czasu:
o dokładność sprzętu ……………………………
o czynnik „ludzki” ……………………………
st = ………………………………………………..
opracowała: Zofia Piłat
str. 4