Rutkowski Sebastian |
Ćwiczenie nr C1 Wyznaczenie ciepła topnienia lodu przy pomocy kalorymetru.
|
||
OCHRONA ŚRODOWISKA I ROK |
Ocena z kolokwium:
|
Ocena ze sprawozdania:
|
Ocena końcowa:
|
dr Berdowska |
|
|
|
CZEŚCI TEORETYCZNA
Ciepło (cieplny przepływ energii) Q - ta część energii wewnętrznej ∆U, którą ciało o temperaturze wyższej przekazuje ciału o temperaturze niższej bez wykonywania pracy W
Q = ∆U, gdy W = 0.
Jednostką ciepła jest kaloria, cal - pozaukładowa jednostka energii używana przy określaniu ilości ciepła, równa ilości ciepła, jakiej potrzeba do ogrzania 1g czystej wody o 1˚C. 1cal = 4,1868J.
Ciepło właściwe substancji c - stosunek ilości ciepła Q pobranego przez ciało do iloczynu masy m substancji i przyrostu jego temperatury ∆T wywołanego pobraniem tego ciepła:
Jednostką ciepła właściwego jest dżul na kilogram i kelwin:
.
Jest to ciepło właściwe ciała o masie 1 kg, którego temperatura wzrasta o 1 K po pobraniu przez nie ciepła w ilości 1 J.
Ciepło molowe cm - stosunek ilości ciepła Q pobranego przez ciało do iloczynu liczności materii (wyrażonej przez liczbę moli) n ciała i przyrostu temperatury ∆T wywołanego jej pobraniem:
Ciepłem molowym posługuje się głównie w przypadku gazów. Ponieważ gazy charakteryzują się dużą ściśliwością istotny jest sposób przepływu ciepła (ciepło molowe zależy od przemiany termodynamicznej). Z tego względu posługujemy się ciepłami molowymi:
ciepło molowe przy stałej objętości (dla przemiany izochorycznej):
ciepło molowe przy stałym ciśnieniu (dla przemiany izobarycznej):
Jednostką ciepła molowego jest dżul na mol i kelwin:
Jest to ciepło molowe 1 mola substancji, którego temperatura wzrasta o 1 K po pobraniu przez niego 1 J ciepła.
Zależności między ciepłem molowym przy stałej objętości cv i ciepłem molowym przy stałym ciśnieniu cp:
Równanie Mayera - określa związek między cp, cv i R mówiący, że dla każdego gazu doskonałego różnica ciepła molowego przy stałym ciśnieniu i ciepła molowego przy stałej objętości jest równa uniwersalnej stałej gazowej:
cp jest większe od cv, ponieważ przy stałym ciśnieniu (a zmiennej objętości) nie cała energia dostarczona na sposób ciepła ma wpływ na wzrost temperatury gazu - część energii zostaje zużyta na wykonanie pracy.
Pojemność cieplna C - stosunek ilości ciepła Q dostarczonego ciału (układowi), do zmiany jego temperatury ∆T:
Pojemność cieplna C ciała o masie m zawierającego n moli substancji jest równa:
c - ciepło właściwe,
cm - ciepło molowe substancji tego ciała.
Bilans cieplny - zestawienie ilości ciepła doprowadzonego do układu i ilości ciepła odprowadzonego z układu.
Jeżeli między ciałami o różnych temperaturach, które są w kontakcie termicznym między sobą i tworzą układ odizolowany termicznie od otoczenia, następuje wymiana energii tylko na sposób ciepła, to jej ilość Q jest równa (co do wartości) przyrostowi energii wewnętrznej ∆Un ciała o temperaturze niższej od pozostałych i jest równa zmniejszeniu energii wewnętrznej ∆Uw ciał o temperaturze wyższej. Powyższy warunek można zapisać w postaci:
.
WYZNACZENIE CIEPŁA TOPNIENIA LODU