Ciepło topnienia lodu - gotowe - Cornelius

Ciepło topnienia lodu.doc
(41 KB) Pobierz
PRACOWNIA FIZYCZNA U. ŚL.
nr ćwiczenia:
temat :
Wyznaczanie ciepła topnienia lodu.
32
imię i nazwisko :
rok studiów :
grupa :
Zocha
II
1
kierunek :
WT-Z
data wykonania ćwiczenia :
Ocena:
15.10.2007
Część teoretyczna
Kalorymetr przyrząd do pomiaru ilości ciepła wytworzonego lub pochłoniętego
podczasprocesu fiz. lub chem. Stosowany do wyznaczania ciepła właściwego, ciepła
topnienia.
Stan skupienia ciała i warunki zewnętrzne mają wpływ na wartość ciepła właściwego.
Zmiana warunków w otoczeniu ciała może prowadzić do tzw. przejść fazowych, czyli do
zmiany stanu skupienia ciała.
Z punktu widzenia teorii kinetyczno-molekularnej, ciało stałe jest zbiorem atomów
(jonów, cząsteczek), wykazujących maksymalny stopień uporządkowania
geometrycznego.
Atomy są rozmieszczone w sieci krystalicznej o określonej symetrii.Wzrost temperatury
powoduje wzrost energii kinetycznej ruchu cieplnego atomów.
Można zatem przez odpowiednie nagrzanie ciała (dostarczenie pewnej ilości ciepła)
doprowadzić je do takiej temperatury, w której nie będzie już można mówić
ookreślonych położeniach atomów tworzących kryształ.
W temperaturze tej zachodzi zjawisko topnienia, polegające na rozerwaniu struktury
krystalicznej i zniweczeniu geometrycznej symetrii uporządkowaniu atomów.
Ilość ciepła Qt potrzebna do stopnienia jednostki masy danego ciała, bez zmiany jego
temperatury, nazywa się ciepłem topnienia, a temperatura, w której następuje
rozerwanie sieci krystalicznej ciała stałego nosi nazwę temperatury topnienia.
Qt=Q/m.; [Qt]=J/kg
Gdzie: Qt- ilość pobranego ciepła, m- masa substancji,
Przy ustalonym ciśnieniu zewnętrznym temperatura topnienia ma stałą wartość.
Temperatura topnienia, tj. równowagi wody i lodu, obniża się, gdy zwiększa się
ciśnienie wywierane na mieszaninę. Podobnie zachowują się wszystkie ciała, które
topiąc się zmniejszają swoją objętość, natomiast przeciwnie te, których topnienie
związane jest ze zwiększeniem objętości.
Pomiar ciepła topnienia możemy wykonać za pomocą kalorymetru.
Lód pod ciśnieniem równym normalnemu ciśnieniu atmosferycznemu topi się
w temperaturze 00C.Temperaturę tę nazywamy temperaturą topnienia lodu w
warunkach normalnych.
Energia wewnętrzna, U, jedna z funkcji stanu termodynamicznego równa całkowitej
energii układu (zwyczajowo nie uwzględnia się w energii wewnętrznej energii kinet.
ruchu układu jako całości i energii potencjalnej układu w zewn. polach sił); jest
potencjałem termodynamicznym w procesach przebiegających bez zmiany entropii
i objętości; zmiany energii wewnętrznej w dowolnym procesie określa I zasada
termodynamiki; w fizyce statyst. — średnia wartość sumy energii kinet. poszczególnych
cząstek (cząsteczek, atomów) układu i energii ich wzajemnego oddziaływania.
Ciepło, jeden ze sposobów przekazywania energii między układami makroskopowymi,
pozostającymi we wzajemnym kontakcie (termodynamiczny układ). Polega na
przekazywaniu energii chaotycznego ruchu cząstek w zderzeniach cząstek tworzących
te układy, z czym wiąże się zmiana energii wewn. układów; taki proces wymiany energii
nazywa się wymianą ciepła., a zmiana energii wewn. układu w tym procesie — ilością
ciepła Q. Efektem wymiany ciepła jest zwykle (z wyjątkiem przemian fazowych) zmiana
temperatury układów. Jednostką ilości ciepła w układzie SI jest dżul (J).
Ciepło właściwe, pojemność cieplna właściwa, stosunek pojemności cieplnej
substancji do jej masy; rozróżnia się ciepło właściwe w stałej objętości i pod stałym
ciśnieniem; ciepło właściwe jest ważnym parametrem określającym właściwości danej
substancji; jednostką w układzie SI jest J/(kg . K).
Temperatura [łac.], skalarna wielkość fiz., jeden z parametrów określających stan
układu termodynamicznego (stanu równanie); dla układów pozostających ze sobą
w równowadze termodynamicznej temperatura przyjmuje tę samą wartość (zerowa
zasada termodynamiki; termodynamiki zasady); jeżeli układy będące w kontakcie
termicznym mają różne temperatury, to układ o temperaturze wyższej przekazuje
energię układowi o temperaturze niższej (następuje wyrównanie temperatur); stanowi to
podstawę termometrii (termometr), w której miarą temperatury ciała jest zmiana
właściwości ciała wzorcowego (tzw. właściwości termometrycznej) znajdującego się
w kontakcie termicznym z ciałem badanym; tak określona temperatura jest
w termodynamice nazywana temperaturą empiryczną. Wartość temperatury
przypisana danemu stanowi układu zależy od wyboru skali temperatury (temperatury
skale). W fizyce (termodynamice) statyst. określa się temperaturę (tzw. temperaturę
statystyczną ) jako miarę średniej energii kinet. bezładnego ruchu cząsteczek ciała.
Jednostkami temperatury są (w zależności od skali): kelwin, K (układ SI), stopień
Celsjusza, °C, stopień Fahrenheita, °F i in. Temperaturę układu można mierzyć metodą
stykową, w której czujnik przyrządu pomiarowego jest w kontakcie z badanym układem
(np. za pomocą termometru, termoelementu i termistora) lub metodą bezstykową (za
pomocą pirometru, radiometru).
Zmiany energii wewnętrznej w dowolnym procesie określa 1 zasada termodynamiki,
która mówi, że zmiana enegii wewnętrznej ciała lub układu ciał jest równa sumie
wykonanej pracy oraz ciepła wymienionego z otaczającymi ciałami.Ilością ciepła
nazywamy tę część energii wewnętrznej, która zostaje wymieniona między ciałami
o różnych temperaturach. Q=∆U
Pomiary i obliczenia
1. Zasada pomiaru.
--zwarzyć suche naczynie kalorymetru wraz z przykrywką i mieszadełkiem (m1)
--nalać wodę ok. 308K do kalorymetru i ponownie zwarzyć (m2)
--złożyć kalorymetr i po chwili zmierzyć temp. (t1)
--osuszyć kawałek lodu i wrzucić do kalorymertu
--mieszając mieszadełkiem zmierzyć temp. wody po stopieniu lodu (t3)
--zwarzyć kalorymetr wraz z przykrywką i mieszadełkiem (m3) i obliczyć masę lodu
(wody powstałej po roztopieniu lodu)
2. Pomiary i wyniki.
1 pomiar
masa kalorymetru
masa wody+kalorymetr
temperatura wody
temp. po rozpuszczeniu lodu
masa wody z rozp.lodem
2 pomiar
m1=0,0904kg
m2= 0,2463kg
t1=307K
t3=300K
m3=0,2512kg
m1=0,0904kg
m2=0,2444kg
t1=305K
t3=301K
m3=0,2495kg
Obliczenia.
Masa wody
Masa lodu
mwody1= m2-m1=0,1559kg
mlodu1=m3-m2=0,0049kg
mwody2=m2-m1=0,1540kg
mlodu2=m3-m2=0,0051kg
Wzór na ciepło topnienia lodu:
[cwł.kalor. * m1+ mwody * cwł.wody – mlodu * cwł.wody ] * (t1-t3)
J
L=
mlodu
kg
gdzie : ciepło właściwe kalorymetru (896J/kgK)
ciepło właściwe wody (4186J/kgK)
ciepło topnienia lodu –tablicowe (334000 J/kg)
1.Pomiar
(896 * 0,0904 + 0,1559 * 4186 - 0,0049 * 4186 ) * (307-300)
L=
0,0049
L=1018692 J/kg
błąd bezwzględny ;  = ds – x
błąd względny
błąd procentowy
; =
Błąd pomiaru:
;  Lodu = 334000 – 1018692 =  684692
 Lodu =  684692/334000=2,05
;
; P =  * 100 %
; P Lodu = 2,05 * 100 %  205%
2.Pomiar
(896 * 0,0904 + 0,1540 * 4186 - 0,0051 * 4186 ) * (305-301)
L=
0,0051
L=552387 J/kg
Błąd pomiaru:
błąd bezwzględny ;  = ds – x
; =
błąd względny
błąd procentowy
;  Lodu = 334000 – 552387 =  218387
;
; P =  * 100 %
 Lodu =  218387/334000=0,654
; P Lodu = 0,654 * 100 %  65,4%
Plik z chomika:
Cornelius
Inne pliki z tego folderu:

 1.Dokumentacja.doc (127 KB)
Badanie zależności współczynnika lepkości od temperatury.doc (69 KB)
 bios.doc (282 KB)
 cieoło topnienia lodu1.DOC (75 KB)
 CIEPŁO T.DOC (41 KB)
Inne foldery tego chomika:




Zgłoś jeśli naruszono regulamin





Strona główna
Aktualności
Kontakt
Dział Pomocy
Opinie


Regulamin serwisu
Polityka prywatności
Copyright © 2012 Chomikuj.pl
 Błąd
Ćwiczenie 10
Ćwiczenie 12
Ćwiczenie 13
Ćwiczenie 14