· Ілля Добрий · ГДЗ · 1 хв. читати

Лабораторна робота № 5 - Бар'яхтар

Тема. Визначення питомої теплоти плавлення льоду.

Мета: дізнатися про метод вимірювання питомої теплоти плавлення льоду; визначити питому теплоту плавлення льоду, знаючи питому теплоємність води.

Визначення питомої теплоти плавлення льоду

Інтерактивний калькулятор для обробки результатів експерименту

Вхідні дані експерименту

Введіть результати ваших вимірювань

Опрацювання результатів

Покрокові обчислення

1. Початкова маса води:

Оскільки густина води ρ ≈ 1 г/см³, то:

mводи = Vводи · ρ = 120 см³ · 1 г/см³ = 120 г = 0.12 кг

2. Кінцева маса води:

m = V · ρ = 140 см³ · 1 г/см³ = 140 г = 0.14 кг

3. Маса льоду:

mльоду = m - mводи = 0.14 кг - 0.12 кг = 0.02 кг

4. Питома теплота плавлення льоду:

Використовуємо рівняння теплового балансу:

λльоду = (cводи·mводи·(t0води - t) - cводи·mльоду·(t - tпл)) / mльоду

Підставляємо значення:

λльоду = (4200·0.12·(40 - 23) - 4200·0.02·(23 - 0)) / 0.02
λльоду = (8568 - 1932.0000000000016) / 0.02
λльоду = 331800 Дж/кг = 331.8 кДж/кг

Таблиця результатів

Усі виміряні та обчислені величини

ВеличинаПозначенняЗначенняОдиниці
Об'єм водиVводи120см³
Кінцевий об'ємV140см³
Початкова температура водиt0 води40°C
Температура плавленняtпл0°C
Кінцева температураt23°C
Маса водиmводи0.12кг
Кінцева масаm0.14кг
Маса льодуmльоду0.02кг
Питома теплоємність водиcводи4200Дж/(кг·°C)
Питома теплота плавлення льодуλльоду331800Дж/кг

Висновок

Аналіз отриманих результатів

У ході лабораторної роботи я визначав питому теплоту плавлення льоду. В результаті експерименту я отримав значення λльоду ≈ 331.8 кДж/кг.

Порівняння

Табличне значення: 332 кДж/кг

Отримане значення: 331.8 кДж/кг

Відхилення: 0.1%

Отриманий результат є близьким до табличного значення. Невелика розбіжність може бути спричинена похибками вимірювання температури та об'єму, а також тим, що ми не враховували теплообмін з навколишнім середовищем та теплоємність калориметра.

Творче завдання

  1. Точність експерименту буде вищою за умови швидкого виконання всіх дій. Це пов’язано з тим, що під час експерименту відбувається теплообмін не тільки між теплою водою та льодом, а й з навколишнім середовищем. Чим довше триває експеримент, тим більше тепла система може втратити або отримати ззовні, що призведе до спотворення кінцевого результату і збільшення похибки вимірювань.

  2. Доведемо це. Формула для розрахунку питомої теплоти плавлення має такий вигляд:

    λльоду=cводиmводи(t0 водиt)cводиmльоду(ttпл)mльоду\lambda_{\text{льоду}} = \dfrac{c_{\text{води}} \cdot m_{\text{води}} \cdot (t_{0\text{ води}} - t) - c_{\text{води}} \cdot m_{\text{льоду}} \cdot (t - t_{\text{пл}})}{m_{\text{льоду}}}

    Як видно з формули, маса (mводиm_{\text{води}} і mльодуm_{\text{льоду}}) є в обох частинах чисельника і в знаменнику. Якщо ми будемо використовувати масу в грамах замість кілограмів, кожне значення маси збільшиться в 1000 разів. Це означає, що і весь чисельник, і знаменник дробу збільшаться в 1000 разів. При діленні чисельника на знаменник цей спільний множник (1000) скоротиться. Отже, кінцевий результат для λльоду\lambda_{\text{льоду}} залишиться незмінним. Головне, щоб маса води та льоду були виражені в однакових одиницях.

Поширити:

Оцініть матеріал

Натисніть на зірку для оцінки:

Коментарі

Залишити відповідь:

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься

Назад