Лабораторна робота 3

Назад до змісту

Тема: Визначення питомої теплоти плавлення льоду.

Мета: Навчитись експериментально визначати питому теплоту плавлення льоду за допомогою калориметра, складати рівняння теплового балансу та аналізувати результати й можливі похибки.

Обладнання: Калориметр, терези з важками, термометр, мензурка, посудина з водою кімнатної температури, шматочки льоду.

Визначення питомої теплоти плавлення льоду

Інтерактивний калькулятор для обробки результатів експерименту

Вхідні дані експерименту

Введіть результати ваших вимірювань

Початковий об'єм води (V_води), см³

Кінцевий об'єм (V), см³

Початкова температура води (t_{0 води}), °C

Температура плавлення (t_пл), °C

Кінцева температура (t), °C

Опрацювання результатів

Покрокові обчислення

1. Початкова маса води:

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

m_води = V_води · 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:

m_льоду = m - m_води = 0.14 кг - 0.12 кг = 0.02 кг

4. Питома теплота плавлення льоду:

Використовуємо рівняння теплового балансу:

λ_льоду = (c_води·m_води·(t_0води - t) - c_води·m_льоду·(t - t_пл)) / m_льоду

Підставляємо значення:

λ_льоду = (4200·0.12·(40 - 23) - 4200·0.02·(23 - 0)) / 0.02

λ_льоду = (8568 - 1932.0000000000016) / 0.02

λ_льоду = 331800 Дж/кг = 331.8 кДж/кг

Таблиця результатів

Усі виміряні та обчислені величини

Величина	Позначення	Значення	Одиниці
Об'єм води	V_води	120	см³
Кінцевий об'єм	V	140	см³
Початкова температура води	t_{0 води}	40	°C
Температура плавлення	t_пл	0	°C
Кінцева температура	t	23	°C
Маса води	m_води	0.12	кг
Кінцева маса	m	0.14	кг
Маса льоду	m_льоду	0.02	кг
Питома теплоємність води	c_води	4200	Дж/(кг·°C)
Питома теплота плавлення льоду	λ_льоду	331800	Дж/кг

Висновок

Аналіз отриманих результатів

У ході лабораторної роботи я визначав питому теплоту плавлення льоду. В результаті експерименту я отримав значення λ_льоду ≈ 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.

7. Поясни причини можливих похибок і запропонуй шляхи їх усунення.

Основні похибки та їх усунення:

Теплообмін із довкіллям: Проводьте дослід швидко та накривайте калориметр кришкою.
Неточність вимірювань: Використовуйте точніші прилади та знімайте покази, дивлячись на шкалу перпендикулярно.
Втрати води при досліді: Занурюйте лід обережно, щоб уникнути розбризкування.

Лабораторна робота 3 - Засєкіна