Ebben a laboratóriumban meghatározzuk a jég fúziós hőjét úgy, hogy veszünk egy darab száraz jeget, amelynek kezdeti hőmérséklete és a kaloriméterbe öntjük (egy rendszer, amely meghatározott tömegű alumíniumüvegből és meghatározott kezdeti hőmérsékletű vízből áll, és hőszigetelőként működő tartályban és fedéllel). A jég megolvadása után megmérjük a hőmérsékletet, amely az egyensúlyi hőmérséklet lesz, és a kaloriméter tömegét a vízzel és az olvadt jéggel mérjük meg ezekkel az adatokkal és az előre vett egyéb adatokkal, kiszámíthatjuk a szükséges kalóriákat a különböző folyamatok, például a jég fúziós hőjének kiszámítása.
2. Bevezetés
Ebben a laboratóriumban megtaláljuk a jég fúziójának látens hőjét. Amikor egy anyag megváltoztatja hőmérsékletét, állapotváltozás vagy fázis következik be. Az anyag fázisváltozása meghatározott hőmérsékleteken és nyomásokon megy végbe. A szilárdból a gázba való átjutást szublimációnak nevezzük, a szilárdtól a folyékony fúzióig és a folyadéktól a párolgásig. Ha a nyomás állandó, ezek a folyamatok állandó hőmérsékleten zajlanak. A fázisváltozás előállításához szükséges hőmennyiséget nevezzük látens hő; A szublimáció, a fúzió és a párologtatás látens hővel rendelkezik. A hőmérséklet megváltozása nélkül abszorbeált hő az látens hő.
3. Elméleti keret
Látens hő
Az anyag hőmérséklete általában megváltozik, amikor a hőenergia átkerül az anyag és a környezete között. vannak azonban olyan helyzetek, amikor a hőenergia átadása nem eredményez hőmérsékletváltozást. Ez az eset áll fenn, amikor az anyag fizikai jellemzői egyik formáról a másikra változnak, ami általában fázisváltozásnak nevezhető. Néhány gyakori fázisváltozás szilárd folyadéktól (olvadás), folyadéktól gázig (forralás) és egy szilárd anyag kristályos szerkezetének változása. Minden fázisváltozás a belső energia megváltozásával jár.
Az adott tömeg fázisának megváltoztatásához szükséges hőenergia, m, tiszta anyag az
A hőmérséklet grafikonja a hozzáadott energiához viszonyítva, amikor 1 g jég kezdetben 30 ° C-on gőzzé válik
Hol L megkapja a nevét látens hő ("rejtett" hő) az anyag4, és függ a fázisváltozás jellegétől, valamint az anyag tulajdonságaitól. Látens fúziós hő, Lf, az a kifejezés, amelyet akkor használunk, amikor a fázisváltás szilárdról folyékonyra változik (az "egyesítés" azt jelenti, hogy megolvad, megolvad) és látens párolgási hő, Lv, akkor alkalmazzák, amikor a fázisváltás folyadékról gázra változik
4. Célok
- Ismerje fel a hőt energia formaként.
- Bővítse az energiatakarékosság fogalmát hőátadással járó folyamatokra.
- Határozza meg a jég fúziós hőjét.
4. Anyagok és felszerelések
- Hengeres szilárd testek különböző anyagokból (réz, vas, alumínium)
- Víz (sós víz, alkohol, glicerin stb. Is használható)
- Konténer túlfolyó csővel.
- Főzőpohár.
- Laboratóriumi mérleg.
- Féknyereg.
5. Eljárás
- A kalorimétert mérlegre mérjük
- A kalorimétert ismert mennyiségű vízzel lemérjük
- A víz tömegét az előző szakaszon kapjuk meg
- Megmérik a kaloriméter és a víz kezdeti hőmérsékletét, vagyis ugyanazt a környezeti hőmérsékletet
- Megmérik a jég kezdeti hőmérsékletét
- Helyezze a jégmintát a kaloriméterbe
- A hőmérő a rendszer belsejébe kerül (víz-jég-kaloriméter)
- A kaloriméter belsejében lévő hőmérsékletet akkor mérik, amikor a jég megolvad
- A fenti lépéseket egy másik jégmintával hajtjuk végre