4. определение удельной теплоты плавления льда

Лабораторная работа №4
Определение удельной теплоты плавления льда
Цель работы: определить удельную теплоту плавления льда, зная, что удельная теплоемкость
воды равна 4200 Дж/(кг·К).
Оборудование: калориметр, термометр, цилиндр измерительный, сосуд с теплой водой, сосуд с
холодной водой и тающим льдом.
Метод выполнения работы: Удельную теплоту плавления льда можно определить следующим
способом. Если налить в стакан калориметра теплую воду массой m1 и температурой t1 и опустить в нее
лед массой m2 при температуре t3 = 0 ºC, то после расплавления всего льда установиться температура t2
воды в калориметре, которая может быть определена из уравнения:
m2  cm2 t2  t3   cm1 t1  t2   cê mê t4  t2  ,
где λ - удельная теплота плавления льда -, с - удельная теплоемкость воды, mк - масса
колориметра, ск - удельная теплоемкость вещества калориметра, t4 – начальная температура
калориметра.
Эксперимент и расчеты можно упростить, если проводить эксперимент таким образом, чтобы
начальное t4 и конечное t2 значения температур калориметра были одинаковы. В этом случае уравнение
теплового баланса принимает вид:
m2  cm2 t2  t3   cm1 t1  t2  .
Если учесть, что t3 = 0 ºC, то для удельной теплоты плавления льда получим:
cm t  t   cm2t2
 1 1 2
.
m2
Порядок выполнения работы:
1. Разбейте лед на кусочки небольших размеров и оставьте в чашке на несколько минут при
комнатной температуре, чтобы его температура стала равной 0ºC. При этом часть льда должна растаять,
оставшийся лед будет плавать в воде.
2. Измерьте температуру t2 воздуха.
3. Налейте в измерительный цилиндр 150 мл воды при температуре примерно 40 ºC. Измерьте
температуру t1 теплой воды в цилиндре и перелейте эту воду во внутренний стакан калориметра.
4. Куски тающего льда опустите в калориметр с теплой водой. После опускания каждого куска
льда ожидайте полного его расплавления и следите за показаниями термометра. Лед нужно добавлять до
тех пор, пока температура воды в калориметре не опуститься до значения t2 , равного температуре
окружающего воздуха.
5. Перелейте воду из стакана калориметра в измерительный цилиндр. По увеличению объема ΔV
воды найдите массу m2растаявшего льда: m2 = ΔV·, где плотность льда  = 900 кг/м3.
6. Вычислите удельную теплоту плавления льда λэ. Результаты измерений и вычислений занесите
в отчетную таблицу.
7. Сравните экспериментальное значение удельной теплоты плавления льда λэ с табличным
значением λТ. Определите абсолютную погрешность измерения   ý  Ò . Подсчитайте
относительную погрешность измерения  
m1, кг
t1, ºC
t2, ºC
ý  Ò
.
Ò
ΔV, м3
m2, кг
λэ, Дж/кг
Отчетная таблица
ε
Контрольные вопросы:
- Почему при выполнении расчетов не учитывалась теплоемкость калориметра?
- В каком случае погрешность измерений будет меньше: при быстром выполнении всех операций
или при медленном? Почему?