To tylko jedna z 6 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
POLITECHNIKA WROCŁAWSKA
INSTYTUT FIZYKI
Sprawozdanie z ćwiczenia nr 24
TEMAT: Wyznaczanie ciepła topnienia lodu. DATA: OCENA:
Cel ćwiczenia:
Zapoznanie się z techniką pomiarów kalometrycznych oraz ocena dokładności tych pomiarów.
Część teoretyczna ( opis zjawiska fizycznego ).
Mierzeniem ilości ciepła zajmuje się dział nauki o cieple, zwany kalorymetrią. Kalorymetria opiera się na kilku zasadach, które można wyrazić następująco:
- ilość ciepła oddana przez ciało badane jest równa ilości ciepła pobranej przez ciała otaczające;
- ilość ciepła pobrana przez ciało podczas ogrzewania jest równa ilości ciepła oddanej podczas ostygania w tym samym zakresie temperatur jeśli ciało przechodzi w odwrotnym porządku przez te same stany pośrednie;
- ilość ciepła Q oddana bądź pobrana przez ciało jednorodne jest proporcjonalna do jego masy, a przy niewielkich zmianach temperatury - do przyrostu temperatury .
Ciepłem topnienia nazywamy ilość ciepła potrzebną do zamiany 1 kg ciała stałego o temperaturze topnienia na ciecz o tej samej temperaturze.
Ilość ciepła Q potrzebna do stopienia masy m ciała o temperaturze topnienia wyraża się wzorem , gdzie - ciepło topnienia.
Temperatura topnienia T zależy od ciśnienia, przy którym zachodzi przemiana ciała stałego
w ciecz.
Część doświadczalna (pomiary dokonano 2x):
Kalorymetr wodny:
- Po zważeniu na wadze laboratoryjnej pustego suchego naczynia kalorymetrycznego wraz
z mieszadłem, napełniono 2/3 obj. wodą destylowaną i ponownie zważono.
- Po wstawieniu naczynia do kalorymetru i zanurzeniu termometru, przez ok. 5min odczytywano temperaturę.
TABELA 1 (pomiar1)
czas[min]
temp.[C]
1
23,5
2
23,5
3
23,6
4
23,5
5
23,45
- Po otworzeniu kalorymetru, wsypaniu drobno potłuczonego lodu (1/4 obj.), mieszając wodę odczytywano temperaturę co 1015s.
(…)
… właściwe szkła i rtęci
V objętość zanurzonej części termometru
TW temperatura początkowa wody w kalorymetrze
TK temperatura końcową układu
TT temperatura topnienia lodu równa 273.15 K
Wyznaczenie ciepła topnienia lodu z równania bilansu cieplnego:
Po podstawieniach:
Otrzymałem:
Teraz mogę wyliczyć ciepło topnienia lodu Cx :
Błąd Cx obliczę z różniczki zupełnej:
Wartości jakie przyjąłem do obliczeń: mL = 0,0145 kg mL = 0.000 02 kg
CW= 4185 J/kg K CW = 8 J/kg K
mW = 0,06155 kg mW = 0.000 02 kg
CK = 879 J/kg K CK = 1 J/kg K
mK = 0,13065 kg mK = 0.000 01 kg
R = 1 930 000 J/m3 K R = 80 000 J/m3 K
V = 0.000 000 25 m3 V = 0.000 000 02 m3
TW = 296,5 K TW = 0.2 K
TK = 286,2 K TK = 0.2 K
Tt = 273.15 K
Z obliczeń:
Cx = 320 541.7584 J/kg
Cx = 12 453.92341 J/kg
Ostatecznie Cx=(320 500 +-12 500) J/kg
Błąd względny : Wnioski : Celem ćwiczenia było zmierzenie ciepła topnienia lodu. Pomiary dały wynik 320500 J/kg. Wartość ciepła topnienia podawana w tablicach fizycznych wynosi 340000 J/kg. Błąd bezwzględny wyniku to 12453 J/kg co jest spora wartością, lecz jako błąd względny daje ostatecznie 3.88 % (myślę, ze jest to nieźle).
Na wykresie topnienia (na papierze milimetrowym) widać, ze charakterystyka…
… pojemniczka z rtęcią w termometrze
dokładność pomiaru temperatury w rożnych chwilach
Spośród tych rożnych przyczyn największy wpływ na błąd miały : dokładność pomiaru temperatury końcowej całego układu i dokładność pomiaru temperatury początkowej wody w kalorymetrze. Generalnie na błędy najbardziej wpłyną pomiar temperatury.
2
ciepło właściwe wody Cw= pojemność cieplna właściwa zbiornika z rtęcią termometru…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)