wiczenie C1

WYZNACZANIE CIEP A TOPNIENIA LODU PRZY POMOCY KALORYMETRU

Przyrz dy

Kalorymetr, termometr, waga z kompletem odwa ników, kawa ki lodu, bibu a.

Pomiar ciep a topnienia lodu dokonuje si w oparciu o zasad zachowania energii.
Je eli do kalorymetru o masie m

k

( wraz z mieszad em ) i cieple w a$ciwym c

w

i

temperaturze T

1

, wprowadzi si kawa ek lodu o masie m

l

, cieple topnienia c

l

,

temperaturze T

0

= 273K , to temperatura wody i kalorymetru obni y si do warto$ci T

2

.Kosztem ciep a oddanego przez wod i kalorymetr, lód ulegnie ca kowitemu stopieniu, a
woda powsta a z lodu ogrzeje si od temperatury T

0

do T

2

. Zak adaj c, e kalorymetr

zapewnia dostateczne odizolowanie uk adu, ciep o pobrane przez lód na stopienie i ogrzanie
wody powsta ej z lodu Q

1

( m

l

- masa lodu, c

l

- ciep o topnienia ),

Q

1

= m

l

c

l

+ m

l

c

w

( T

2

– T

0

)

równa si ciep u oddanemu przez kalorymetr i wod w kalorymetrze - Q

2

( zasada bilansu

cieplnego )

Q

2

= ( m

w

c

w

+ m

k

c

k

) ( T

1

– T

2

)

( m

k

, c

k

- masa i ciep o w a$ciwe kalorymetru ). St d otrzymujemy

c

l

=

)

(

)

)(

(

0

2

2

1

T

T

c

m

T

T

c

m

c

m

w

l

k

k

w

w

+

/1/

Kolejno$3 wykonywanych czynno$ci

1. Wyznaczy3 mas m

k

osuszonego kalorymetru z mieszad em.

2. Wla3 do kalorymetru wody wyznaczy3 mas kalorymetru z wod m

1

. Obliczy3 mas

wody m

w

= m

1

– m

k

.

3. Wyznaczy3 temperatur T

1

kalorymetru z wod .

4. Osuszy3 bibu kawa ek lodu i wrzuci3 do kalorymetru wci mieszaj c wod .
5. Obserwuj c przez ca y czas mieszania wskazania termometru, odczyta3 najni sz

temperatur T

2

wody.

6. Wyznaczy3 mas kalorymetru z wod i z lodem m

2

. Obliczy3 mas stopionego lodu

m

l

= m

2

- m

1

.

7. Oszacowa3 maksymaln niepewno$3 jak nale y przypisa3 pomiarowi temperatur T

1

i

T

2

.

8. Powtórzy3 pomiary z punktów 2 – 6 dla dwu innych mas wody i lodu.
9. Wyniki pomiarów przedstawi3 w tabeli.

m

k

[ kg ]

c

k

K

kg

J

.

m

w

[ kg ]

c

w

K

kg

J

.

T

0

[ K ]

T

1

[ K ]

T

2

[ K ]

T

[ K ]

m

l

[kg]

10. Obliczy3 ciep o topnienia dla ka dego pomiaru a nast pnie jego warto$3 $redni .
11. Przeprowadzi3 dyskusj niepewno$ci pomiarowych.
Wymagania

- poj cie ciep a i temperatury z punktu widzenia kinetyczno- molekularnej teorii budowy
substancji [ 2, 6 ]
- definicje ciep a w a$ciwego i ciep a topnienia oraz jednostki tych wielko$ci [ 2, 6 ]
- pomiar ciep a topnienia za pomoc kalorymetru, wyprowadzenie wzoru [ 1 ]
- zale no$3 temperatury topnienia od ci$nienia [ 6 ]