14373

Определение удельной теплоты плавления льда и изменения энтропии в процессе плавления

Лабораторная работа

Физика

Лабораторная работа №15 по дисциплине Физика на тему: Определение удельной теплоты плавления льда и изменения энтропии в процессе плавления. 1. Цели и задачи: определение калориметрическим методом удельной теплоты фазового перехода λ и расчет изменения эн

Русский

2013-06-04

86.5 KB

316 чел.

Лабораторная работа №15

по дисциплине «Физика»

на тему: «Определение удельной теплоты плавления льда и изменения энтропии в процессе плавления».

1. Цели и задачи: определение калориметрическим методом удельной теплоты фазового перехода λ и расчет изменения энтропии тела в этом процессе, также нужно рассчитать средние квадратичные погрешности величин удельной теплоты плавления льда и изменения энтропии процесса, построить график зависимости температуры воды в калориметре от времени.

2. Приборы и материалы: калориметр с мешалкой, весы, электронный термометр, секундомер.

3.Используемые формулы: удельная теплота плавления льда рассчитывается из уравнения теплового баланса (с учетом теплообмена с окружающей средой).

а)    где m1 - масса куска льда, m2 - масса воды в калориметре до опыта, m3 – масса калориметра (mк) и мешалки (mм); с=0,092 кал/(г•град) – теплоемкость латуни, из которой сделаны калориметр и мешалка, с1=1 кал/(г•град) – теплоемкость воды

б) Полное изменение энтропии льда в процессе его плавления и нагревания будет равно

 где T  - температура воды после опыта

в) Погрешность окончательного результата вычисляется по формуле

г) Средняя квадратичная погрешность изменения энтропии определяется по формуле

4.Порядок выполнения работы:  

1. Взвешиваем внутренний стакан калориметра и определяем его массу, mк = 348,61 г

2. Наполняем внутренний сосуд калориметра на 2/3 водой, температура которой приблизительно на 10С выше комнатной. Взвешиваем сосуд еще раз, определяя тем самым массу воды m2 = 794,4г - 348,61г = 445,79г.

3. Собираем калориметрическую установку, вставляем внутренний стакан во внешний и помещаем термометр в воду для определения температуры её во время опыта.

4. Берем кусок льда, масса которого m1 = 133,35г – 45,33г = 88,02г.

5. Тщательно перемешиваем воду, записываем в таблицу показания термометра через 1-2 минуты.

6. Ждем, пока температура воды в калориметре понизится примерно на 1-2 градуса до температуры . Опускаем в калориметр, заранее приготовленный и высушенный фильтровальной бумагой кусок льда.

7. Продолжаем перемешивать воду в калориметре, измеряя в нем температуру через 15 секунд до тех пор, пока не окончится процесс плавления льда, что соответствует минимальной температуре в калориметре.

8. Затем отмечаем через 1-2 минуты повышение температуры воды, пока она не повысится на 1,0-1,5 градуса выше температуры .

9. Взвешиваем внутренний сосуд калориметра в третий раз, чтобы определить точную массу льда m1 = 875,91г – 348,61г - 445,79г = 81,51г.

Результаты измерений температур представлены в таблице:

Время t, с

Температура, tºC

15

30,2

30

28,0

45

26,4

60

24,7

75

23,5

90

22,3

105

21,5

120

20,8

135

20,2

150

19,2

165

18,4

180

17,9

195

17,4

210

17,2

225

16,9

240

16,7

255

16,6

270

=16,5

 

Нагревание системы после того, как весь лед растаял:

Время t, мин

Температура, tºC

7

16,6

9

16,7

10

16,9

12

17,0

13

17,1

17

17,2

22

17,3

26

17,4

28

17,5

 

 tкомн. = 24С

               tводы = 34С (до опыта)

 tводы = 33С (перед добавлением льда) =

Строим график зависимости измерения температуры воды в калориметре от времени опыта. Учет теплообмена с окружающей средой проводим экстраполяцией отрезков AB и EF, получая исправленные значения температур  и , которые получились бы при бесконечно быстром процессе плавления льда. Естественно, что значения  и  будут несколько ниже значений  и .

6. Ответ: удельная теплота плавления льда λ =(307,2 ± 23,7) кДж/кг

                  изменение энтропии тела в процессе = (111,6 ± 5,7) Дж/К

7. Вывод: по полученным в ходе эксперимента данным были рассчитаны значения удельной теплоты плавления льда и изменения энтропии тела в ходе процесса, относительная погрешность которых составляет 7,7% и 5,1% соответственно.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

14630. Трёхступенчатая токовая защита линий с односторонним питанием 550 KB
  Лабораторная работа Трёхступенчатая токовая защита линий с односторонним питанием Цель работы: ознакомление с принципом работы трехступенчатой токовой защиты расчёт параметров срабатывания защиты и реле проверка селективности чувствительности и быстродейст...
14631. Определение потерь тепла через систему охлаждения автомобильного двигателя 534 KB
  Лабораторная работа №4 Определение потерь тепла через систему охлаждения автомобильного двигателя Цель работы: Изучение теплового баланса двигателя и практическое определение потерь тепла через систему охлаждения автомобильного двигателя. Оборудование: дви
14632. Определение твердости материалов вдавливанием 1.3 MB
  Определение твердости материалов вдавливанием: Методическая разработка к лабораторным и практическим работам по специальным дисциплинам / В.А.Хотинов И.Ю.Пышминцев. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУУПИ 2004. 19 с. Рассмотрены методы определения твердости по Бринеллю Викке
14633. Сопротивление материалов 8.39 MB
  1Изгиб. Определения. Основные типы балок и опор. Правило знаков. Деформационный изгиб вызывают внешние силы и моменты плоскость действия которых проходит через продольную ось бруса силы перпендикулярны продольной оси . Силовая плоскость – плоскость в которой действ...
14634. АНАЛИЗ ДИАГРАММЫ РАСТЯЖЕНИЯ И ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММЫ В ИСТИННЫХ КООРДИНАТАХ 354 KB
  Анализ диаграммы растяжения и построение диаграммы в истинных координатах Методические указания к лабораторным практическим работам и КНИРС по специальным дисциплинам для студентов всех металловедческих и материаловедческих специальностей Методические указан
14635. АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ РАЗРУШЕНИЯ 8.7 MB
  АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ РАЗРУШЕНИЯ Методические указания к лабораторным практическим работам и КНИРС по специальным дисциплинам для студентов всех металловедческих и материаловедческих специальностей Методические указания содержат терминологию принятую в настояще
14636. Работа с глобальной сетью в командной строке Windows 62.5 KB
  Лабораторная работа 3 по дисциплине Вычислительные машины системы и сети На тему: Работа с глобальной сетью в командной строке Windows. Цель работы: научиться получать информацию и доступ к настройкам сетью с помощью утилит командной строки Windows. ЗАДАНИЕ 1...
14637. Методы обследования защищаемого помещения от закладных электронных устройств, предназначенных для снятия конфиденциальной информации 75.55 KB
  Лабораторная работа №7 Методы обследования защищаемого помещения от закладных электронных устройств предназначенных для снятия конфиденциальной информации. Цель: проверка защищаемого помещения с помощью специализированных технических средств на предмет обнаруже...
14638. Решение системы линейных алгебраических уравнений методом простой итерации 330.76 KB
  Используя прикладной программный пакет MathCAD и с помощью программы составленной на языке программирования Паскаль решить систему линейных алгебраических уравнений методом простой итерации с точностью . Данная СЛАУ: Проверка условия сходимости: Условие сходимо...