În acest laborator vom determina căldura de fuziune a gheții luând o bucată de gheață uscată cu o temperatură inițială de și turnând-o în calorimetru (un sistem format dintr-o sticlă de aluminiu cu o masă determinată și apă cu o temperatură inițială specifică și masă; într-un recipient și cu un capac care acționează ca izolatori termici). După ce gheața se topește, măsurăm temperatura, care va fi temperatura de echilibru și măsurăm masa calorimetrului cu apa și gheața topită cu aceste date și celelalte date luate în avans, putem calcula caloriile necesare pentru diferitele procese precum calcularea căldurii de fuziune a gheții.

topirii

2. Introducere

În acest laborator vom găsi căldura latentă de fuziune a gheții. Când o substanță își schimbă temperatura, are loc o schimbare de stare sau fază. Schimbarea de fază a unei substanțe are loc la temperaturi și presiuni definite. Trecerea de la solid la gaz se numește sublimare, de la fuziune solidă la lichidă și de la lichid la vaporizare. Dacă presiunea este constantă, aceste procese au loc la o temperatură constantă. Se numește cantitatea de căldură necesară pentru a produce o schimbare de fază căldură latentă; Există călduri latente de sublimare, fuziune și vaporizare. Căldura care este absorbită fără schimbarea temperaturii este căldură latentă.

3. Cadrul teoretic

Căldură latentă

O substanță se confruntă de obicei cu o schimbare de temperatură atunci când energia termică este transferată între substanță și împrejurimi. cu toate acestea, există situații în care transferul de energie termică nu produce o modificare a temperaturii. Acesta este cazul ori de câte ori caracteristicile fizice ale substanței se schimbă de la o formă la alta, ceea ce este cunoscut sub numele de schimbare de fază. Unele schimbări de fază obișnuite sunt solid în lichid (topire), lichid în gaz (fierbere) și o schimbare în structura cristalină a unui solid. Toate schimbările de fază implică o schimbare a energiei interne.

Energia termică necesară pentru schimbarea fazei unei mase date, m, a unei substanțe pure este

Grafic al temperaturii comparativ cu energia adăugată atunci când 1 g de gheață inițial la 30 ° C se transformă în abur

Unde L primește numele de căldură latentă (căldura „ascunsă”) a substanței4 și depinde de natura schimbării de fază, precum și de proprietățile substanței. Căldura latentă de fuziune, Lf, este termenul folosit când schimbarea fazei este de la solid la lichid („îmbinare” înseamnă a se topi, a se topi) și a căldurii latente de vaporizare, Lv, utilizat când schimbarea fazei este de la lichid la gaz

4. Obiective

  • Recunoașteți căldura ca formă de energie.
  • Extindeți conceptul de conservare a energiei la procesele care implică transferul de căldură.
  • Determinați căldura de fuziune a gheții.

4. Materiale și echipamente

  • Corpuri solide cilindrice din diferite materiale (cupru, fier, aluminiu)
  • Apă (se poate folosi și apă sărată, alcool, glicerină etc.)
  • Recipient cu tub de preaplin.
  • Pahar.
  • Bilanț de laborator.
  • Etrier etrier.

5. Procedură

  1. Calorimetrul se cântărește pe balanță
  2. Calorimetrul este cântărit cu o cantitate cunoscută de apă
  3. Greutatea apei se obține prin pasajul anterior
  4. Se măsoară temperatura inițială a calorimetrului și a apei, adică aceeași temperatură ambiantă
  5. Se măsoară temperatura inițială la care se găsește gheața
  6. Așezați proba de gheață în interiorul calorimetrului
  7. Termometrul este plasat în interiorul sistemului (apă-gheață-calorimetru)
  8. Temperatura din interiorul calorimetrului este măsurată atunci când gheața se topește
  9. Toți pașii de mai sus sunt efectuați cu o altă probă de gheață