оригинальный файл 225.1 Кб

Лабораторная работа «Определение удельной теплоты плавления льда»
Цель: Определить удельную теплоту плавления льда.
8 класс
Введение: Когда вещество получает или теряет тепловую энергию без изменения состояния,
эту энергию можно выразить: Q=cm(t2-t1) ; или Q=cmΔt ; где Q - тепловая энергия в
джоулях, m - масса вещества в граммах, c - удельная теплоемкость вещества в Дж/кг °C, а Δt изменение температуры в °C
Когда происходит переход из твердого состояния в жидкое (или наоборот), энергия
выражается: Q=mλ, где - λ удельная теплота плавления.
Для нахождения общей энергии, которую поглотит кусок льда при таянии и дальнейшем
нагревании, вам нужно будет добавить Q = mλ (таяние льда) к Q = mc Δt (нагревание воды).
В этой лабораторной работе вы используете Xplorer GLX и датчик температуры для
определения удельной теплоты плавления льда.
Приборы: Калориметр (стаканчик), Датчик температуры, PASPORT Xplorer GLX
Также: Весы, наличие кубиков льда (при 0°C), воды.
Техника безопасности
Держите воду подальше от розетки, компьютера, клавиатуры и приборов PASPORT.
Взвесьте массу стакана в 250 мл. Запишите это значение как массу контейнера (mc) в таблицу
результатов.
Наполните стакан на ¾ объема водой из крана. Взвесьте массу стакана с водой. Запишите это
значение (mc+в) в таблицу результатов.
Отнимите массу стакана (mс) от массы системы стакан + вода (mс+в) для определения массы
воды. Запишите это значение в таблицу как mв.
Поставьте стакан в калориметр и настройте оборудование, как показано на рис. 1. Погрузите
датчик температуры в воду.
Соедините датчик температуры с портом 1 или 2 на левом боку GLX, как показано на рис. 2.
Включите GLX.
Рисунок 2
Нажмите Домой на GLX, выберите Цифры. Нажмите Активировать.
Смотрите на экран, пока значение не перестанет изменяться. Запишите значение в таблицу как
начальную температуру (t1) воды.
Уберите воду из 1-3 кубиков льда, затем положите их в воду. Прим.: вам нужно примерно 10 г
льда.
Помешайте воду и наблюдайте за температурой.
Когда весь лед растает, помешайте еще и запишите эту температуру в таблицу как конечную (t2).
Взвесьте и запишите в таблицу массу системы стакан + вода + растаявший лед.
Отнимите начальную температуру (t1) от конечной (t2) для определения Δt, изменения
температуры воды. Запишите это значение в таблицу.
Отнимите массу системы стакан + вода (mс+в) от массы системы стакан + вода + растаявший лед
( mc+в+л) для определения массы льда. Запишите это значение в таблицу как mл
Общая тепловая энергия, выделенная водой, равна энергии, поглощенной льдом при таянии
плюс энергии для достижения теплового равновесия. Чтобы определить, сколько энергии было
необходимо для таяния льда в эксперименте, необходимо использовать уравнение, упомянутое в
введении.
Сначала используйте следующую формулу для нахождения энергии, выделенной водой: Q1=mв
× 4180 Дж/кг °C × Δt, где с=4180 Дж/кг °C - удельная теплоемкость воды. Запишите ответ в
таблицу как энергию, выделенную водой (Q1).
Используйте следующую формулу для нахождения энергии, необходимой для нагревании воды
при 0°C до температуры равновесия: Q2=mл × 4180 Дж/кг °C × t2 Запишите свой ответ в таблицу
как энергию, поглощенную ледяной водой при восстановлении теплового равновесия(Q2).
Найдите тепло, поглощенное льдом при таянии, отняв Q2 от Q1. Запишите свой ответ в таблицу
как тепло, поглощенное льдом при таянии (Q3).
Найдите тепло, необходимое при таянии льда, разделив энергию, поглощенную льдом (Q3), на
массу льда (mл). λ = Q3/mл. Запишите результат в таблицу как удельную теплоту плавления льда.
mc
Выводы
mc+в
mв
t1
t2
mc+в+л
Δt
mл
Q1
Q2
Q3
λ
Опишите, как изменилось движение молекул во льду и в воде при таянии льда.