Sådan måles varmen af ​​isfusion

"Varme" repræsenterer den termiske energi af molekyler i et stof. Vand fryser ved 0 grader Celsius. Men temperaturen på en isterning kan falde et godt stykke under det. Når en isterning fjernes fra en fryser, øges terningens temperatur, når den absorberer varme fra omgivelserne. Men når isterningen når 0 ° C, begynder den at smelte, og dens temperatur forbliver på 0 gennem hele smelteprocessen, selvom isterningen fortsætter med at absorbere varme. Dette sker, fordi den termiske energi, der absorberes af isterningen, forbruges af vandmolekyler, der adskiller sig fra hinanden under smeltning.

Mængden af ​​varme, der absorberes af et fast stof under dets smeltefase, er kendt som den latente fusionsvarme og måles via kalorimetri.

Anbring en tom isoporisk skål på en balance og noter massen af ​​den tomme kop i gram. Fyld derefter koppen med ca. 100 ml destilleret vand eller ca. 3,5 ounce. Sæt den fyldte kop tilbage i balance og noter vægten af ​​koppen og vandet sammen.

Anbring et termometer i vandet i koppen, vent ca. 5 minutter til termometeret kommer til termisk ligevægt med vandet, og registrer derefter vandets temperatur som den indledende temperatur.

instagram story viewer

Placer to eller tre isterninger på et papirhåndklæde for at fjerne flydende vand på overfladen af ​​terningerne, og overfør derefter terningerne hurtigt til isoporskålen. Brug termometeret til at røre blandingen forsigtigt. Overhold temperaturaflæsningen på termometeret. Det skal begynde at falde næsten med det samme. Fortsæt omrøring og registrer den laveste temperatur, der er angivet på termometeret, før temperaturen begynder at stige. Registrer denne værdi som "endelig temperatur."

Fjern termometeret, og returner isoporiskoppen igen til vægten, og registrer koppens masse, vand og smeltet is sammen.

Bestem massen af ​​vand i koppen ved at trække massen af ​​den tomme kop fra koppens og vandets vægt som samlet i trin 1. For eksempel, hvis den tomme kop vejede 3,1 gram, og koppen og vandet sammen vejede 106,5 gram, så var vandets masse 106,5 - 3,1 = 103,4 g.

Beregn vandets temperaturændring ved at trække den indledende vandtemperatur fra den endelige vandtemperatur. Hvis den oprindelige temperatur således var 24,5 C og den endelige temperatur var 19,2 C, så deltaT = 19,2 - 24,5 = -5,3 C.

Beregn varmen, q, fjernet fra vandet i henhold til ligningen q = mc (deltaT), hvor m og deltaT repræsenterer masse og temperatur ændring af henholdsvis vandet og c repræsenterer vandets specifikke varmekapacitet eller 4,184 joule pr. gram pr. grad Celsius eller 4,187 J / g-C. Fortsættelse af eksemplet fra trin 1 og 2, q = ms (deltaT) = 103,4 g * 4,184 J / g-C * -5,3 C = -2293 J. Dette repræsenterer varmen fjernet fra vandet, dermed dens negative tegn. Ved termodynamikens love betyder dette, at isterningerne i vandet absorberede +2293 J varme.

Bestem massen af ​​isterningerne ved at trække koppen og vandet fra koppens masse, vand og ister sammen. Hvis koppen, vandet og isen sammen vejede 110,4 g, var massen af ​​isterningerne 110,4 g - 103,4 g = 7,0 g.

Find den latente fusionsvarme, Lf, ifølge Lf = q ÷ m ved at dividere varmen, q, absorberet af isen, som bestemt i trin 3, med ismassen, m, bestemt i trin 4. I dette tilfælde er Lf = q / m = 2293 J ÷ 7,0 g = 328 J / g. Sammenlign dit eksperimentelle resultat med den accepterede værdi på 333,5 J / g.

Teachs.ru
  • Del
instagram viewer