Лабораторні роботи: ЛР №5 (1)

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5

Тема. Визначення питомої теплоти плавлення льоду.

1. Визначте початкову масу води в калориметрі (mводи), подайте її

в кілограмах.

120 мл = 120 см³ • 1 г/см³ = 120 г = 0,12 кг.

2. Визначте кінцеву масу води в калориметрі (m), подайте її в кілограмах.

m = V • ρ = 140 см³ • 1 г/см³ = 140 г = 0.14 кг.

3. Визначте масу талої води в калориметрі, а отже, масу льоду: mльоду = m − mводи.

mльоду = m – mводи = 0,14 кг – 0,12 кг = 0,02 кг.

4. Скориставшись формулою (*), визначте питому теплоту плавлення льоду.

λльоду = $\frac{(cводи \bullet mводи \bullet (t0води\ - \ t)\ - \ cводи \bullet mльоду \bullet (t\ - \ tпл))}{mльоду}$;

λльоду = $\frac{(4200 \bullet 0,12 \bullet (40\ - \ 23)\ - \ 4200 \bullet 0,02 \bullet (23\ - \ 0))}{0,02}$ = 331800 Дж/кг = 331,8 кДж/кг.

Об’єм, см3		Температура, °С			Маса, кг			Питома теплоємність води св, Дж/кг°С	Питома теплота плавлення льоду λл, Дж/кг
Vв	V	t0в	tпл	t	mв	m	mл
120	140	40	0	23	0,12	0,14	0,02	4200	331800

Аналіз результатів експерименту

Проаналізуйте експеримент і його результати.

У ході лабораторної роботи я визначав питому теплоту плавлення льоду λльоду ≈ 331,8 кДж/кг. Отриманий результат є близьким до табличного значення 332 кДж/кг. Розбіжність може бути спричинена похибками вимірювання температури, об'єму, ми не враховували теплообмін з навколишнім середовищем та теплоємність калориметра.

Творчі завдання

1. Дайте відповідь на запитання. У якому випадку точність проведеного експерименту буде більшою — за швидкого чи повільного виконання всіх дій? Обґрунтуйте свою відповідь.

Точність експерименту буде більшою за швидкого виконання всіх дій, оскільки при цьому зменшуються втрати теплоти в навколишнє середовище.

2. Доведіть, що якщо маси води та льоду подавати в грамах, то результат вимірювання питомої теплоти плавлення льоду не зміниться.

Питома теплота плавлення визначається за формулою

λ = Q / m,

де Q = (cводи•mводи•(t0води - t) - cводи•mльоду•(t - tпл)) — кількість теплоти, m — маса льоду. Якщо масу подати в грамах, то вона зменшиться в 1000 разів порівняно з кілограмами, але й кількість теплоти, обчислена через маси води та льоду, також пропорційно зменшиться в 1000 разів. Оскільки і чисельник, і знаменник змінюються в однакову кількість разів, їхнє відношення не змінюється, тому значення питомої теплоти плавлення льоду залишається тим самим.