Doświadczenia z termodynamiki 3 Doświadczenie 2 Wyznaczanie ciepła topnienia lodu Cel ćwiczenia Cele ćwiczenia: wyznaczenie ciepła topnienia lodu w oparciu o zasadę bilansu cieplnego, praktyczne sprawdzenie tej zasady, doskonalenie umiejętności praktycznego wykonywania pomiarów i szacowania niepewności pomiarowych, doskonalenie umiejętności opracowywania wyników i krytycznego odnoszenia się do nich. Wstęp teoretyczny Ilość ciepła potrzebna do zwiększenia temperatury masy m ciała o ΔT przedstawia się wzorem: Q = m c Δgdzie c oznacza ciepło właściwe substancji. Jeśli ciało osiągnęło temperaturę przemiany fazowej (np. w wyniku ogrzewania osiągnęło temperaturę topnienia) to aby ciało zmieniło fazę musi jeszcze pobrać lub oddać pewną ilość ciepła równą: Q = m Lprzemiany, gdzie Lprzemiany jest ciepłem przemiany, np. ciepłem topnienia (czyli ilością ciepła jaką trzeba dostarczyć, aby 1 kg substancji przeszedł z fazy stałej w ciekłą. Jeżeli w kontakcie pozostają ciała o różnych temperaturach to będą one dążyły do osiągnięcia stanu równowagi termicznej, czyli do wyrównania temperatur przekazując między sobą ciepło. Zgodnie z zasadą bilansu cieplnego w układzie izolowanym ilość ciepłą oddanego przez jedne ciała musi być równa ilości ciepła pobranego przez pozostałe ciała układu. Do wykonania doświadczenia potrzebne są kalorymetr, termometr, woda, lód, waga. Na początku należy wyznaczyć masę naczynka kalorymetrycznego (z mieszadełkiem) mk a następnie wlać do niego wodę i ważąc naczynko z wodą wyznaczyć masę wody mw. Umieścić naczynko w plastikowej osłonie i przykryć pokrywką, odczekać chwilę do wyrównania temperatur (od czasu do czasu mieszając) i zanotować temperaturę początkową T0. Następnie należy wrzucić trochę lodu (który wcześniej powinien poleżeć w temperaturze pokojowej aby ogrzał się do 0 C), zakryć kalorymetr i odczekać do ustalenia się temperatury końcowej Tk (od czasu do czasu mieszając). Po odczytaniu końcowej temperatury zważyć naczynko z zawartością i wyznaczyć masę lodu mL. Podczas doświadczenia woda i kalorymetr oddają ciepło a lód je pobiera. W układzie tym ciepło oddawać będzie woda i kalorymetr. Ilość ciepła oddanego jest więc równa: Qoddane = mk cAl ( Tk – T0) + mw cw ( Tk – T0) gdzie mk, mw - masa odpowiednio kalorymetru (z mieszadełkiem) i wody, Tk - temperatura końcowa, T0 - temperatura początkowa, cAl, cw – ciepła właściwe odpowiednio aluminium (z którego wykonane są kalorymetr i mieszadełko) i wody. Ciepło pobrane przez lód (na stopienie a następnie ogrzewanie się jako cieczy do Tk) można opisać wzorem: Qpobrane = mL Ltop+ mL cw ( Tk – 0 C) gdzie mL - masa lodu, Tk - temperatura końcowa, cw – ciepło właściwe wody, Ltop – ciepło topnienia lodu.
OPISZ DOSWIADCZENIE POTWIERDZAJACE, ZE CIALO STALE JEST DOBRYM PRZEWODNIKIEM: a) pradu elektrycznego b) ciepla
Odpowiedź
Dodaj swoją odpowiedź