Лабораторная работа

Определение удельной теплоты плавления льда

Цель работы: поместив кусочек льда в калориметр с теплой водой, определить удельную теплоту плавления льда.

Материалы: Виртуальная лаборатория: «Определение удельной теплоты плавления льда» (http://efizika.ru/html5/17/index.html) Установка моделирует лабораторную работу «Определение удельной теплоты плавления льда».

Краткая теория

Определить удельную теплоту плавления льда возможно одним из следующих методов: с помощью теплой воды, термометра, калориметра и весов. Этот способ вы и сможете проверить в данной лабораторной работе. Для определения нужно знать вывод формулы, с помощью которой вы найдете удельную теплоту плавления льда.

Во-первых, при теплообмене в системе вода-калориметр-лед учитываются 4 количество теплоты (1-4).

Количество теплоты, нужное для плавления льда:

Количество теплоты, необходимое для нагревания льда перед плавлением:

0 в данной формуле        –        это температура плавления льда. Используем эту температуру, так как для того, чтобы расплавить лед, его сначала нужно нагреть.

Количество теплоты, отданное холодной водой (т.к. вода охлаждается из-за льда):

Количество теплоты, отданное калориметром (так как калориметр охлаждается из- за охлаждения воды):

Учитывая, что происходит теплообмен в системе калориметр-вода-лед, можно сделать вывод, что вся энергия калориметра и воды расходуется на охлаждение льда и его плавление. Или иными словами:

Подставим (1)-(4) формулы в (5):

Из этой большой формулы нам осталось выразить удельную теплоты плавления:

Остальные значения можно найти экспериментально, чем вы и займетесь в лабораторной работе.

ПОМЕТКА:

λ – удельная теплота плавления льда.

𝑚л − масса льда

𝑐л − удельная теплоемксоть льда

𝑡л − начальная температура льда

𝑐в − удельная теплоемксоть воды

𝑚в − масса воды

𝑡0 − начальная температура воды

𝑐к − удельная теплоемкость калориметра

𝑚к − масса калориметра

𝑡 − конечная установившаяся температура воды.

Указания к работе.

1. Нарисовать в тетрадь таблицу:

2. Запустить виртуальный стенд.
3. Установить и записать параметры льда в таблицу, которая находится на экране сверху в правом углу (масса и температура).
4. Установить и записать массу и удельную теплоемкость калориметра.
5. Установить параметры воды: начальную температуру и объем. Важно:

• Температура воды в измерительном цилиндре t0 должна быть выше комнатной температуры приблизительно на 40°С.
• Объем воды равен массе воды (1 л = 1 кг)

6. Кусочек льда поместить в теплую воду в калориметре и следите за показаниями термометра.
7. После того, как лед полностью растает, измерить и записать в таблицу конечную установившуюся температуру воды.
8. Определить        удельную        теплоту        плавления        льда        по        формуле        (7).        Итоги вычислений занести в таблицу.
9. Сформулировать выводы.
10. Дополнительное задание: выбрать другие начальные значения воды, калориметра и льда. Рассчитать удельную теплоты плавления. Сравнить значения в выводе.

Контрольные вопросы.

(Устно учителю)

1. Что такое температура и как она связана с движением частиц в веществе?
2.         Какова температура абсолютного нуля, и что происходит с молекулами на этой температуре?
3. При какой температуре вода начинает кипеть на уровне моря, и что происходит в этот момент?
4. Что такое теплоемкость, и почему вода имеет высокую теплоемкость?
5. Как парниковый эффект влияет на температуру Земли, и почему он важен для жизни на планете?