“Isı”, bir maddedeki moleküllerin termal enerjisini temsil eder. Su 0 santigrat derecede donar. Ancak bir buz küpünün sıcaklığı bunun çok altına düşebilir. Bir buz küpü dondurucudan çıkarıldığında, çevresinden ısıyı emdiği için küpün sıcaklığı artar. Ancak buz küpü 0 C'ye ulaştığında erimeye başlar ve buz küpü ısıyı emmeye devam etmesine rağmen, erime süreci boyunca sıcaklığı 0'da kalır. Bunun nedeni, buz küpü tarafından emilen termal enerjinin, erime sırasında birbirinden ayrılan su molekülleri tarafından tüketilmesidir.
Bir katı tarafından erime fazı sırasında emilen ısı miktarı, füzyonun gizli ısısı olarak bilinir ve kalorimetri ile ölçülür.
Bir terazinin üzerine boş bir strafor kabı yerleştirin ve boş bardağın kütlesini gram olarak kaydedin. Ardından bardağı yaklaşık 100 mililitre veya yaklaşık 3.5 ons damıtılmış su ile doldurun. Doldurulan bardağı teraziye geri koyun ve bardağın ve suyun ağırlığını birlikte kaydedin.
Bardaktaki suya bir termometre yerleştirin, termometrenin gelmesi için yaklaşık 5 dakika bekleyin. su ile termal denge, ardından suyun sıcaklığını ilk olarak kaydedin sıcaklık.
Küplerin yüzeylerindeki sıvı suyu çıkarmak için iki veya üç buz küpünü bir kağıt havluya koyun, ardından küpleri hızlı bir şekilde strafor bardağa aktarın. Karışımı hafifçe karıştırmak için termometreyi kullanın. Termometre üzerindeki sıcaklık okumasını gözlemleyin. Neredeyse hemen düşmeye başlamalıdır. Karıştırmaya devam edin ve sıcaklık yükselmeye başlamadan önce termometrede belirtilen en düşük sıcaklığı kaydedin. Bu değeri “son sıcaklık” olarak kaydedin.
Termometreyi çıkarın ve strafor kabı bir kez daha teraziye geri koyun ve bardak, su ve erimiş buzun kütlesini birlikte kaydedin.
1. adımda toplandığı gibi, bardak ve suyun ağırlığından boş bardağın kütlesini çıkararak bardaktaki suyun kütlesini belirleyin. Örneğin, boş kap 3,1 gram ve bardak ve su birlikte 106,5 gram ağırlığındaysa, suyun kütlesi 106,5 - 3,1 = 103,4 g idi.
İlk su sıcaklığını son su sıcaklığından çıkararak suyun sıcaklık değişimini hesaplayın. Böylece, ilk sıcaklık 24,5 C ve son sıcaklık 19,2 C ise deltaT = 19,2 - 24,5 = -5,3 C olur.
q = mc (deltaT) denklemine göre sudan uzaklaştırılan ısıyı, q hesaplayın, burada m ve deltaT, kütle ve sıcaklığı temsil eder sırasıyla suyun değişimi ve c suyun özgül ısı kapasitesini veya santigrat derece başına gram başına 4.184 jul veya 4.187'yi temsil eder. J/g-C. 1. ve 2. adımlardan örneğe devam edersek, q = ms (deltaT) = 103.4 g * 4.184 J/g-C * -5.3 C = -2293 J. Bu, sudan alınan ısıyı temsil eder, dolayısıyla negatif işaretidir. Termodinamik yasalarına göre bu, sudaki buz küplerinin +2293 J ısı emdiği anlamına gelir.
Bardak, su ve buz küplerinin kütlesinden bardak ve suyun kütlesini çıkararak buz küplerinin kütlesini bulunuz. Bardak, su ve buz birlikte 110.4 g ağırlığındaysa, buz küplerinin kütlesi 110.4 g - 103.4 g = 7.0 g idi.
Lf = q ÷ m'ye göre, buz tarafından emilen ısıyı, q, 3. adımda belirlendiği gibi, 4. adımda belirlenen buz kütlesine (m) bölerek, Lf gizli füzyon ısısını bulun. Bu durumda Lf = q / m = 2293 J ÷ 7.0 g = 328 J/g. Deneysel sonucunuzu kabul edilen 333,5 J/g değeriyle karşılaştırın.