Michalski Tomasz

Wyznaczanie ciepła parowania wody i topnienia dla lodu.

1. Ciepło parowania wody

W każdej temperaturze ciecz paruje i w powietrzu znajdują się jej pary. Przestaje ona parować wtedy, gdy ciśnienie cząsteczkowe jej par osiągnie wartość zwaną ciśnieniem nasycenia. Ciśnienie nasycenia rośnie wraz z temperaturą i osiąga wartość ciśnienia atmosferycznego w temperaturze wrzenia. Następuje wtedy tzw. wrzenie i ciecz paruje w całej objętości, z głębi wydobywają się pęcherzyki pary nasyconej. Pęcherzyki pary nasyconej nie mogą istnieć, jeśli ciśnienie pary jest mniejsze od ciśnienia atmosferycznego.

Ze względu na zależność ciśnienia nasycenia od temperatury, temperatura wrzenia zależy od ciśnienia

Przy zamianie cieczy na parę pochłonięte zostaje tzw. ciepło parowania.

Ciepłem parowania nazywamy taką ilość energii cieplnej, która jest w stanie zamienić w parę ciecz o masie 1 kg.

R = Q / m

Para skraplając się oddaje dokładnie tą samą ilość ciepła jaką pobrała w czasie parowania.

Aparatura niezbędna do wyznaczenia ciepła parowania składa się z dwóch układów służących do wytwarzania pary, kalorymetru z wężownicą, w której skrapla się para. Wężownica jest stosunkowo długa, a w dolnej części posiada część rozszerzoną tworzącą pojemnik na skondensowaną wodę.

2. 
   Ciepło topnienia lodu

Ciepłem topnienia nazywamy ilość ciepła potrzebną do stopienia ciała o masie 1 kg w temperaturze topnienia.

Q = Q / m

Pomiaru tego możemy dokonać w zwykłym kalorymetrze. W tym celu do kalorymeru z podgrzaną wodą wrzucamy kilka kostek lodu.

L - ciepło topnienia

L = 320000 J / kg

Q₁ - ciepło potrzebne do podgrzania lodu do jego temperatury topnienia,

O₂ - ciepło potrzebne do stopienia lodu,

Q₃ - ciepło potrzebne do ogrzania wody powstałej z lodu do temperatury końcowej.

Wyniki

M_k - 91,9 g

M_w - 203 g

T₁ - 42,4 ^o C

T₂ - 30,9 ^o C

Q_c + Q_wc = Q_w + Q_k

C_t = ( C_km_k + C_wm_w ) ( t₁ - t₂ ) - C_wm_w ( t₁ - t₂ )

C_t = 394,1 * 10 ^-3 [ J / kg ] = 94,1 [ cal / g )

---