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

24 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

57805. Умножение рациональных чисел 84.5 KB
  Цели урока: Образовательные: организовать деятельность учащихся по общению и систематизация знаний в рамках темы Умножение положительных и отрицательных чисел повысить уровень осмысления учащимися изученного материала.
57806. Розв’язування раціональних рівнянь 214 KB
  Мета: навчальна: удосконалити вміння і навички розв’язувати раціональні рівняння; формувати вміння розв’язувати задачі за допомогою рівняння робити висновки.
57807. Візитна картка Харкова: вулиці, храми, пам’ятники 2.7 MB
  The topic of our lesson is “The Places of Interest of Kharkiv”. I think we can talk about our precious city for hours. But we have only 45 minutes during which we’ll try to visit many corners of our precious city, see famous places of Kharkiv. Of course, we can do it only virtually, but I hope it will be interesting for you despite the fact that it’s an imaginary journey.
57808. Основні річкові басейни та їхня характеритика. Річкові системи Дніпра, Дунаю, Дністра, Південного Бугу, Сіверського Дінця 75.5 KB
  Мета уроку: Систематизувати знання про річки та використовувати ці знання на темі річки України вміти давати оцінку а також розширити свої знання про най більші річки України.
57809. Річкова система, річковий басейн, вододіл. Елементи річкової долини. Пороги і водоспади 87 KB
  Мета: поглиблення та систематизація знань про річку; формування первинних практичних навичок визначати за картою напрямок течії річки знаходити частини річки ліві та праві притоки; виховувати бережливе ставлення до води.
57810. Римська релігія та культура 107 KB
  Після цього уроку учні зможуть: називати найвизначніші пам’ятки та імена відомих діячів римської культури; давати стислу характеристику окремим пам’ятникам архітектури; співставляти грецьких та римських богів...
57811. Місто Рим та життя його мешканців 123 KB
  Мета: сформувати уявлення про місто Рим та його мешканців, їхнє життя і побут, традиції та систему освіти й виховання; розвивати вміння добувати історичну інформацію з різних джерел працюючи в групах...
57812. Розв’язування систем рівнянь другого степеня із двома змінними 332.5 KB
  Мета: формувати вміння й навички розвязання систем рівнянь із двома змінними ІІго степеня графічним способом із використанням інформаційних технологій; розвивати навички роботи з компютером...
57813. Рівняння. Урок математики для 6 класу 479.5 KB
  Повторити відомості про рівняння; продовжити формувати вміння та навички учнів розв'язувати рівняння, переносячи доданки з однієї частини рівняння в іншу; застосовувати знання і уміння учнів при розв’язуванні нестандартних рівнянь; виявити якості знань і вмінь...