13320

ВИЗНАЧЕННЯ ПИТОМОЇ ТЕПЛОТИ ПАРОУТВОРЕННЯ РІДИНИ

Лабораторная работа

Физика

Лабораторна робота № 5 ВИЗНАЧЕННЯ ПИТОМОЇ ТЕПЛОТИ ПАРОУТВОРЕННЯ РІДИНИ Мета роботи: а вивчення процесів пароутворення; б експериментальне визначення питомої теплоти пароутворення води при температурі кипіння. Прилади та матеріали: калориметр з мішалкою ки

Украинкский

2013-05-11

236 KB

25 чел.

Лабораторна робота № 5

ВИЗНАЧЕННЯ ПИТОМОЇ ТЕПЛОТИ ПАРОУТВОРЕННЯ РІДИНИ

Мета роботи: а) вивчення процесів пароутворення; б) експериментальне визначення питомої теплоти пароутворення води при температурі кипіння.

Прилади та матеріали: калориметр з мішалкою, кип'ятильник, сухопарник, технічні терези з важками, барометр-анероїд або ртутний, термометр.

Теоретичні відомості та опис приладів. Якщо рідину нагріти до температури кипіння і продовжувати нагрівати далі, то ми не виявимо підвищення температури рідини. Ця теплота йде на перетворення рідини в пару, тобто йде на перемагання молекулярних сил зчеплення і на роботу розширення (1г води при 100° займає об'єм трохи більший, ніж 1 см3, а 1 г насиченої пари при 100° - 1674 см3).

Питомою теплотою пароутворення L називається та кількість теплоти, яку треба витратити, щоб одиницю маси рідини перетворити в пару тієї самої температури. Ця кількість теплоти, витраченої на пароутворення 1 кг рідини, залежить від температури рідини. У нашій роботі питому теплоту пароутворення визначатимемо при температурі кипіння рідини, тобто визначатимемо кількість теплоти, яку треба витратити, щоб 1 кг рідини, доведеної до температури кипіння, перетворити в пару тієї самої температури.

Знайти безпосередньо питому теплоту пароутворення (кипіння) становить великі технічні труднощі. Тому для виконання даної роботи ми скористуємось положенням що теплота пароутворення дорівнює теплоті конденсації. Те саме стосується питомої теплоти пароутворення та питомої теплоти конденсації, Тому їх не розрізняють.

Якщо пропустити в калориметр з водою пару киплячої рідини, то теплота, що виділиться при конденсації пари і охолодженні утвореної з неї рідини, піде на нагрівання води та калориметра. За даними, які дістаємо з досліду, можна з рівняння теплового балансу легко знайти питому теплоту пароутворення при температурі кипіння даної рідини.

Позначимо: L- питома теплота пароутворення; тп - маса пари; tK - температура кипіння; св - питома теплоємність рідини (що утворилася з пари - води); - остаточна температура (суміші); тв - маса води в калориметрі; тк - маса калориметра з мішалкою; ск - питома теплоємність речовини калориметра; t0- початкова температура води в калориметрі.

Рівняння теплового балансу (не враховуючи втрати теплоти в навколишнє середовище внаслідок випромінювання) матиме такий вигляд:

Lmn +cвmn(tK –) =cKmK(-t) + cвmв( -t0), (5.1)

Звідки:

,      (5.2)

Температуру кипіння води обчислюють за емпіричною формулою:

tk=100+0,0375(pатм-760),   (5.3)

де ратм - атмосферний тиск.

Щоб поправку на теплоту випромінювання звести до мінімуму, треба взяти воду в калориметрі при такій температурі, щоб вона була на початку досліду холодніша за кімнатну на стільки градусів, на скільки вона стане теплішою за кімнатну при закінченні досліду. Тоді під час першої половини досліду калориметр з водою дістане з навколишнього середовища стільки теплоти, скільки приблизно він віддасть йому в другій половині досліду.

Правила техніки безпеки: виконувати всі міри обережності при роботі із скляним обладнанням та електронагрівальними приладами.

Порядок виконання роботи

  1.  Налити води в колбу на 3/4 та поставити її на електроплитку.
  2.  Поки вода нагріється, визначити температуру кипіння з врахуванням атмосферного тиску по формулі (5.3) або по таблиці.
  3.  Зважити з точністю до 0,1 г внутрішній стаканчик калориметра з мішалкою.
  4.  Налити в калориметр холодної води на 3/4 та знову зважити. Визначити масу води в калориметрі.
  5.  Визначити температуру води в калориметрі.
  6.  Після того як вода закипить пропустити пару у внутрішній стакан калориметра. Слідкувати за підвищенням температури.
  7.  Коли температура в калориметрі стане на 4-5 градусів вище кімнатної, припинити подачу пари в калориметр і визначити температуру води в калориметрі.
  8.  Зважити калориметр з водою. Визначити масу сконденсованої пари.
  9.  Дослід проробити тричі.
  10.  Визначити абсолютну і відносну похибку.

№ п/п

mв

mв

св

св

mk

mk

ck

ck

t0

t0

mп

mп

tk

tk

L

L

Контрольні запитання

  1.  Пояснити процеси пароутворення і кипіння.
    1.  Чи однакова теплота пароутворення дистильованої води і водопровідної?
    2.  Чому теплота пароутворення залежить від атмосферного тиску?
    3.  Як теплота пароутворення залежить від температури рідини?
    4.  Коли будемо мати кращий результат роботи при повільному чи при інтенсивному пропусканні пари? Чому?

Література

  1.  Фізичний практикум. / Під общ. ред. Дущенко В.П. - 4.1. - К: Вища школа, 1981.
  2.  Кікоїн І.К., Кікоїн А.К Молекулярна фізика. - М. 1976.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

58448. Регуляторні системи організму людини 33.5 KB
  Продовжити знайомити учнів з фізіологічними та функціональними системами організму людини; особливу увагу звернути на регуляції функцій та регуляторні системи організму; формувати уявлення про організм як цілісну саморегулювальну систему.
58449. АВТОМАТИЗАЦИЯ КОРМОПРОИЗВОДСТВА. АВТОМАТИЗАЦИЯ КОМБИКОРМОВЫХ АГРИГАТОВ 3.52 MB
  Оборудование комбикормовых цехов (ОКЦ) предназначено для производства рассыпных полнорационных комбикормов в сельскохозяйственных предприятиях и на межхозяйственных комбикормовых заводах.
58450. Доба Мейдзі в Японії 71 KB
  Мета: навчальна схарактеризувати соціальноекономічний і політичний розвиток Японії в другій половині ХІХ ст.; визначити причини та напрямки зовнішньополітичної експансії Японії; розвиваюча розвивати в учнів уміння аналізувати і узагальнювати історичний матеріал...
58451. Різдво в Україні 76 KB
  Good morning, Sue! Nice to see you! Hello, Ralf!How is life? Hi, Seon! How are you getting on? What season is it now? What are winter months? Do you like winter? What can we do in winter? What else is good about winter?re are a lot of wonderful holidays...
58452. Їжа. Food. Dishes 51.5 KB
  This is a picture of our New Years party. This is my family: My Mum, Dad, my little sister Ann and our dog. Mum is watching TV/eating the cake. Dad is watching TV/sleeping. Ann is singing/dancing. She looks happy!
58453. Застосування загального правила додавання двоцифрових чисел до обчислень виду 54 + 30, 54 + 3 47 KB
  Мета. Формувати вміння застосовувати загальне правило додавання двоцифрових чисел до окремих випадків, коли в одному із компонентів цих дій відсутні десятки або одиниці; закріплювати вміння розвязувати задачі.
58454. Вторая война Рима с Карфагеном (218-201 гг. до н.э.) 57 KB
  Это выдающийся карфагенский полководец Ганнибал. С детских лет Ганнибал готовился к войне с римлянами. Ганнибал произнес вслед за ним: Клянусь что я никогда не буду другом римлян и сделаю им столько зла сколько смогу Ганнибал до самой смерти остался верен этой клятве. Ганнибал был образованным человеком.