ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10 Тема: «Определение удельной теплоты плавления льда». Цель: 1. Наблюдать плавление и теплообмен. 2. Научиться использовать уравнение теплового баланса для определения удельной теплоты плавления. Оборудование: 1. Лабораторные весы с разновесами. 2. Калориметр. 3. Сосуд с горячей водой. 4. Термометр. 5. Кусочек льда. Теория. Для того чтобы расплавить лед ему необходимо передать некоторое количество теплоты. Количество теплоты необходимое для плавления можно рассчитать по формуле: Q = λ·m. При С лед начинает плавиться, превращаясь в воду, и, до тех пор пока весь лед не растает, температура воды полученной изо льда остается неименной (равной С). Температура воды полученной изо льда начнет повышаться лишь после того, как весь лед растает. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ: 1. Масса внутреннего сосуда калориметра (переведите в килограммы). mк= 44г420мг = 2. Масса калориметра с водой(переведите в килограммы). mк,в= 170г210мг= 3. Определите массу воды по формуле: mв=mк,в-mк 4. Температура воды и калориметра. tв,к= 240С 5. Температура льда. tл= 00С 6.Когда лед расплавится, температура смеси будет равна: tсм= 180С 7.Масса калориметра с водой и льдом. mк,в,л= 176г630мг 8. Определить массу льда. mл=mк,в,л-mк,в 9. Определите удельную теплоту плавления льда по формуле: 11. Определите погрешность измерений путем сравнения полученного значения удельной теплоты плавления льда с ее табличным значением. =340000
тело поднялось на высоту h=L*(1-cos(alpha))
тело приобрело потенциальную энергию mgh=mgL*(1-cos(alpha))
тело отпустили
потенциальная энергия перешла в кинетическую
в момент контакта с бруском тело имело скорость v
mgh=mv^2/2 - по закону сохр энергии
выражаем v
v=корень(2*g*h)
тело m имея скорость v столкнулось с неподвижным бруском массы М,
в результате абс упругого столкновения тело получило скорость
u=(m-M)*v/(m+M), (см комментарий ниже)
а брусок получил скорость
U=2*m*v/(m+M) (см комментарий ниже)
комментарий
эти формулы можно вывести из ЗСИ и ЗСЭ
mv^2/2=mu^2/2+MU^2/2
mv=mu+MU
U=2*m*v/(m+M)
подставляем v=корень(2*g*h)
U=2*m*корень(2*g*h)/(m+M)
возведем скорость в квадрат - пригодится позже
U^2=(2*g*h)*(2*m/(m+M))^2
брусок двигался,
кинетическую энергию затратил на преодоление силы трения
A = F*S =мю*M*g*S = MU^2/2 (работа силы трения равна кинетической энергии бруска)
выпишем последнее уравнение
мю*M*g*S = MU^2/2
сократим М и выражаем мю
мю = U^2/(2*g*S)
подставляем U^2=(2*g*h)*(2*m/(m+M))^2
мю = U^2/(2*g*S)= (2*g*h)*(2*m/(m+M))^2/(2*g*S)
сокращаем на 2g числитель и знаменатель
мю = h*(2*m/(m+M))^2/S
подставляем h=L*(1-cos(alpha))
мю =L*(1-cos(alpha))*(2*m/(m+M))^2/S
выражаем S
S=L*(1-cos(alpha))*(2*m/(m+M))^2/мю
теперь подставляем числа в си (в виде чтобы схавал эксель)
S =0,45*(1-cos(пи()/3))*(2*1,1/(1,1+2,2))^2/0,4 =
копирую вот эту часть
=0,45*(1-cos(пи()/3))*(2*1,1/(1,1+2,2))^2/0,4
вставляю в эксель
получаю ответ
0,3
ответ S=0,3 м = 30 см
m= 1,25 кг
t = 4°
Q = 5кДж
M = 0,029 кг/моль
Найти W - ?
Решение:
Q = ΔU + W
W=n*R* Δt
n = m / M = 1,25 кг / 0,029 кг/моль = 43,1 моль
W= 43,1 моль * 8,31 Дж * 4° = 1432,64Дж = 1,432 кДж
ΔU= Q-W = 5кДж - 1,432кДж = 3,658 кДж = 3658Дж.
2)Дано
m1= 39 л
t1=20°
m2= 21 л
t2= 60°
Найти t - ?
Решение
Q=cm(t2-t1)
t=(m1*t1+m2*t2) / (m1*m2) = (39*20+21*60) / (39+21) = 34°
3)Дано
m= 10г = 0,01 кг
T = 1 К (Кельвин)
Qp = 9,12 Дж
Qv - 6,49 Дж
Найти M - ?
Решение
Qv=ΔU
mRΔT / M=Qp-Qv
M = m*R*ΔT / Qp-Qv
M = 0,01кг * 8,31 Дж * 1 / 9,12 Дж -6,49 Дж = 0,0831 / 2,63 = 32*10^-3 кг/моль
Этот газ называется кислород.