Как найти удельную теплоемкость плавления льда

Как найти удельную теплоемкость плавления льда

определите удельную теплоемкость плавления льда?



Ученик

(3),
закрыт



12 лет назад

anton potemkin

Профи

(885)


12 лет назад

Определение удельной теплоты плавления тугоплавких тел (тел с высокой температурой плавления) представляет нелегкую задачу. Удельная теплота плавления такого легкоплавкого кристалла, как лед, может быть определена при помощи калориметра. Налив в калориметр некоторое количество воды определенной температуры и бросив в нее известную массу льда, уже начавшего таять, т. е. имеющего температуру 0 °С, выждем, пока весь лед не растает и температура воды в калориметре примет неизменяющееся значение. Пользуясь законом сохранения энергии, составим уравнение теплового баланса (§ 209), позволяющее определить удельную теплоту плавления льда.
Пусть масса воды (включая водяной эквивалент калориметра) равна m1, масса льда — m2, удельная теплоемкость воды — с, начальная температура воды — t1, конечная — t2, удельная теплота плавления льда — r. Уравнение теплового баланса имеет вид

откуда
В табл. 16 приведены значения удельной теплоты плавления некоторых веществ. Обращает на себя внимание большая теплота плавления льда. Это обстоятельство очень важ-
Таблица 16. Удельная теплота плавления некоторых веществ
но, так как оно замедляет таяние льда в природе. Будь удельная теплота плавления значительно меньше, весенние паводки были бы во много раз сильнее. Зная удельную теплоту плавления, мы можем рассчитать, какое количество теплоты необходимо для расплавления какого-либо тела. Если тело уже нагрето до точки плавления, то надо затратить теплоту только на плавление его. Если же оно имеет температуру ниже точки плавления, то надо еще потратить теплоту на нагревание.

Алевтина

Мыслитель

(5018)


12 лет назад

Процесс плавления объясняется тем, что при сообщении веществу энергии внутренняя энергия его увеличивается, а, следовательно, молекулы вещества начинают двигаться быстрее, что приводит к разрушению кристаллической решетки. Таким образом, вещество из твердого состояния переходит в жидкое. (При кристаллизации все происходит наоборот) . Температура вещества во время процесса плавления не меняется, так как вся поступающая энергия идет на увеличение внутренней энергии тела. При отвердевании внутренняя энергия уменьшается, и выделяется в окружающую среду.

Источник

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 26 ноября 2022 года; проверки требует 1 правка.

Уде́льная теплота́ плавле́ния (также: энтальпия плавления; также существует равнозначное понятие уде́льная теплота́ кристаллиза́ции) — количество теплоты, которое необходимо сообщить одной единице массы кристаллического вещества в равновесном изобарно-изотермическом процессе, чтобы перевести его из твёрдого (кристаллического) состояния в жидкое (то же количество теплоты выделяется при кристаллизации вещества).

Единица измерения — Дж/кг. Теплота плавления — частный случай теплоты термодинамического фазового перехода.

Расчёт удельной теплоты плавления[править | править код]

Удельная теплота плавления обозначается буквой lambda (греческая буква лямбда). Формула расчёта удельной теплоты плавления:

{displaystyle lambda ={frac {Q}{m}},}

где Q — количество теплоты, полученное веществом при плавлении (или выделившееся при кристаллизации), m — масса плавящегося (кристаллизующегося) вещества. Удельная теплота плавления всегда положительна; единственное известное исключение — гелий под высоким давлением[1][2].

Значения удельной теплоты плавления некоторых веществ[править | править код]

Вещество Удельная теплота плавления (кДж/кг)
Алюминий 390
Железо 247
Золото 67
Лёд 333.5
Медь 213
Нафталин 151
Олово 59
Платина 101
Ртуть 12
Свинец 25
Серебро 105
Цинк 112
Чугун (белый) 130
Чугун (серый) 100

См. также[править | править код]

  • Молярная теплота плавления
  • Энтальпия
  • Сублимация
  • Удельная теплоёмкость
  • Удельная теплота парообразования и конденсации
  • Удельная теплота сгорания

Литература[править | править код]

  • Енохович А. С. Краткий справочник по физике. — М.: Высшая школа, 1976. — С. 114. — 288 с.

Примечания[править | править код]

  1. ↑ Atkins, Peter & Jones, Loretta (2008), Chemical Principles: The Quest for Insight (4th ed.), W. H. Freeman and Company, с. 236, ISBN 0-7167-7355-4
  2. ↑ Hoffer J. K., Gardner W. R., Waterfield C. G., Phillips N. E. Thermodynamic properties of 4He. II. The bcc phase and the P-T and VT phase diagrams below 2 K (англ.) // Journal of Low Temperature Physics  (англ.) (рус. : journal. — 1976. — April (vol. 23, no. 1). — P. 63—102. — doi:10.1007/BF00117245. — Bibcode: 1976JLTP…23…63H.
Источник
Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.

поделиться знаниями или
запомнить страничку

  • Все категории
  • экономические
    43,653
  • гуманитарные
    33,653
  • юридические
    17,917
  • школьный раздел
    611,926
  • разное
    16,901

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах. 

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте. 

Как быстро и эффективно исправить почерк?  Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью. 

Источник

Введение

При передаче теплоты веществу при
постоянном давлении, температура
вещества, как правило, возрастает. Если,
в процессе передачи происходит фазовый
переход, температура не повышается, так
как передаваемое количество теплоты
тратится на фазовое превращение. К таким
переходам относятся фазовые переходы
первого рода. Как только фазовый
переход закончен, температура снова
возрастает, если нагревание продолжается.
Известным примером фазового перехода
первого рода является превращение воды
в лед. Энергия, потребляемая на плавление
единицы массы вещества, называетсяудельной теплотой плавления QS.

В лабораторной работе, величина удельной
теплоты плавления льда определяется
по изменению температуры при смешивании
льда и воды в калориметре. Лёд охлаждает
воду до температуры теплового равновесия

и тает при температуре.
Происходит скрытое поглощение теплоты
при таянье льда. Проводя измерения
температуры смеси,
начальной температуры,
массыm2теплой воды, а также массуm1льда, можно определить удельную теплоту
плавления льда. Так как лёд, массойm1полностью тает, то

теплота, которая необходима для
нагревания талой воды от температуры
до температуры смесиопределяется выражением:

(1)

Теплота, которая выделяется при таянье
льда равна:

(2)

Теплота, которая выделяется при охлаждении
налитой предварительно в калориметр
воды массой m2определяется:

(3)

Часть энергии выделяется при охлаждении
калориметра. Если предположить, что
удельная теплоемкость калориметра
равна удельной теплоемкости воды, то
затраченная теплота рассчитывается
по формуле:

(4)

где mK=24
гр. Так как выделяемое количество теплотыQ1+Q2и поглощаемое количество теплотыQ3+Q4равны между собой, получаем:

(5)

Цель работы

Измерить удельную теплоту плавления
льда

Решаемые задачи

  • измерение
    температуры с помощью термопары

  • использования
    калориметра для измерения теплоты

  • наблюдение
    фазового перехода первого рода

Экспериментальная
установка

Приборы и
принадлежности

  • калориметр (сосуд Дьюара)

  • водоотделитель

  • температурный датчик (термопара NiCr-Ni)

  • цифровой термометр или Mobile-CASSY с адаптером

  • лабораторные весы 610 г

  • парогенератор

  • силиконовая трубка

  • лабораторный штатив с V-образным
    основанием

  • два штативных зажима

  • два универсальных зажима

  • лабораторный стакан, 400 мл

Рис. 1 Схема
экспериментальной установки для
определения удельной теплоты плавления
льда. Слева: измерение температуры с
помощью термометра Справа: измерение
температуры с помощью датчика
температуры.

Порядок выполнения
работы

Требования
безопасности при использовании сосуда
Дьюара

Опасность взрыва: сосуд Дьюара является
тонкостенным, вакуумированным стеклянным
сосудом, который может быть разбит в
результате механического воздействия.

  • Не ударяйте и не роняйте сосуд Дьюара

  • Не позволяйте каким либо твердым
    предметам падать на поверхность или
    во внутрь сосуда

  • Не царапайте стеклянную поверхность
    острым предметом

Выполнение
измерений

  1. Не задевая
    водоотделитель, приподнимите сосуд
    Дьюара и выставите нулевой отсчет на
    весах.

  2. Поставьте сосуд
    Дьюара на весы и определите массу
    пустого сосуда mK.

  3. Налейте приблизительно
    150 г дистиллированной воды в пластиковый
    стакан и нагрейте кипятильником воду
    массой m2до
    температуры между 40С
    и 50С.

  4. Налейте теплую
    воду из пластикового стакана в сосуд
    Дьюара. Определите массу воды m2и её температуру.
    Для определения температуры нажмите
    кнопку «меню» на панели сенсора.

  5. Взвести лёд массой
    m1и положите его в
    теплую воду

  6. Перемешивайте до
    тех пор, пока лёд не растает, и определите
    температуру

Обработка и представление
результатов

  1. Используя формулы
    (1-5), определите удельную теплоту
    плавления льда.

  2. Эксперимент
    проведите три раза и определите среднюю
    удельную теплоту плавления льда.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
Источник

Лабораторная работа№6

«Определение удельной теплоты плавления льда».

Краткая теория.

Плавление – это процесс перехода вещества из твёрдого состояния в жидкое,

сопровождающийся поглощением энергии. Количество теплоты, необходимое для плавления

,

где:

 – ко­ли­че­ство теп­ло­ты (Дж);

 – удель­ная теп­ло­та плав­ле­ния (Дж/кг),

 – масса ве­ще­ства (кг).

Удельную теплоту плавления льда можно определить калориметрическим способом. Для этого в калориметр с водой погружают кусочек льда. Согласно уравнению теплового баланса Qотд =Q пол

  В процессе теплообмена горячая вода отдаёт количество теплоты (Qв).

где св – удельная теплоемкость воды – Дж/ (кг · 0С);

mв –масса воды;

tкон – конечная установившаяся температура;

tв –начальная температура воды.

Лёд получает количество теплоты, при этом лед плавится (Qл),

где  – удель­ная теп­ло­та плав­ле­ния (Дж/кг)

,

mл – масса льда,

tл – начальная температура льда 00С.

Оборудование: калориметр, сосуд с тающим льдом, сосуд с водой, электронные весы, термометр.

Порядок выполнения работы.

1. Во внутренний сосуд калориметра налить 100-150 г воды (mв). Результат перевести в СИ.

2. Измерить начальную температуру воды tв.

3. Взять небольшой кусочек льда, взвесить его (mл) и опустить в воду. Когда весь лѐд расплавится, отметить установившуюся температуру tкон.

5. Используя данные опыта, составить уравнение теплового баланса и определить удельную теплоту плавления льда.

6. Сравнить полученный результат с табличным значением.

7. Вычислить абсолютную погрешность измерений

8. Вычислить относительную погрешность измерений

9. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу.

Масса стакана калориметра, m1, кг

Масса стакана калориметра с водой, m2, кг

Масса воды mв= m1– m2, кг

Начальная температура воды и калориметра t в, 0С

Температура льда tл, 0С

Температура теплового равновесия tкон,0С

Масса смеси в калориметре, m, кг

Масса льда в калориметре, mл m- m2, кг

Удельная теплоемкость воды, с, Дж/(кг0 С)

Удельная теплота плавления льда (измеренное), , Дж/кг

Удельная теплота плавления льда (табличное), , Дж/кг

Абсолютная погрешность измерения, Дж/кг

Относительная погрешность измерения, %

10. Сделайте вывод из проделанной работы.

Источник

Добавить комментарий