Sisu
„Kuumus” tähistab aine molekulide soojusenergiat. Vesi külmub temperatuuril 0 kraadi. Kuid jääkuubiku temperatuur võib langeda sellest palju madalamale. Jääkuubiku eemaldamisel sügavkülmast tõuseb kuubikute temperatuur, kuna see neelab ümbritsevast soojust. Kuid kui jääkuubik on jõudnud 0 ° C-ni, hakkab see sulama ja selle temperatuur püsib kogu sulamisprotsessi vältel 0, ehkki jääkuup neelab jätkuvalt soojust. See juhtub seetõttu, et jääkuubi neeldunud soojusenergia kulub sulamise ajal üksteisest eralduvatele veemolekulidele.
Tahke aine sulamisfaasis neeldunud soojuse kogust tuntakse latentse sulandumissoojusena ja seda mõõdetakse kalorimeetria abil.
Andmete kogumine
Asetage tühi vahtpolüstürool tass kaalule ja registreerige tühja tassi mass grammides. Seejärel täitke tass umbes 100 milliliitri või umbes 3,5 untsi destilleeritud veega. Pange täidetud tass tagasi tasakaalu ja registreerige tassi ja vee kaal koos.
Pange termomeeter tassi vette, oodake umbes 5 minutit, kuni termomeeter saavutab veega termilise tasakaalu, seejärel registreerige vee temperatuur algtemperatuurina.
Asetage kaks või kolm jääkuubikut paberrätikule, et eemaldada kuubikute pindadelt vedel vesi, seejärel viige kuubikud kiiresti vahtpolüstüroolisse. Segu segamiseks kasutage termomeetrit. Jälgige termomeetri näitu. See peaks hakkama peaaegu kohe langema. Jätkake segamist ja registreerige termomeetril näidatud madalaim temperatuur, enne kui temperatuur hakkab tõusma. Registreeri see väärtus lõpliku temperatuurina.
Eemaldage termomeeter ja viige vahtpolüstürool tass veelkord tasakaalu ja registreerige tassi, vee ja sulatatud jää mass kokku.
Arvutused
Tassi vee mass määratakse, lahutades tühja tassi massi tassi ja vee massist, nagu on kogutud 1. etapis. Näiteks kui tühi tass kaalus 3,1 grammi ja tass ja vesi koos kaalusid 106,5 grammi, siis oli vee mass 106,5 - 3,1 = 103,4 g.
Arvutage vee temperatuurimuutus, lahutades algse veetemperatuuri lõplikust temperatuurist. Seega, kui algtemperatuur oli 24,5 C ja lõplik temperatuur 19,2 C, siis deltaT = 19,2 - 24,5 = -5,3 C.
Arvutage veest eemaldatud soojus q vastavalt võrrandile q = mc (deltaT), kus m ja deltaT tähistavad vastavalt vee massi ja temperatuuri muutust ning c tähistab vee erisoojusvõimsust ehk 4,144 džaulit grammi kohta Celsiuse kraadi kohta või 4,187 J / gC. Jätkates näite sammudest 1 ja 2, q = ms (delT) = 103,4 g * 4,144 J / g-C * -5,3 C = -2293 J. See tähistab veest eraldatud soojust, seega selle negatiivset tähist. Termodünaamika seaduste kohaselt tähendab see, et vees olevad jääkuubikud neelasid +2293 J soojust.
Jääkuubikute mass määratakse, lahutades tassi, vee ja jääkuubikute massist tassi ja vee mass. Kui tass, vesi ja jää koos kaalusid 110,4 g, siis jääkuubikute mass oli 110,4 g - 103,4 g = 7,0 g.
Leida varjatud termotuumasüntees Lf vastavalt Lf = q ÷ m, jagades jääga neeldunud soojus q, nagu on määratletud 3. etapis, jää massiga m, mis on kindlaks määratud etapis 4. Sel juhul , Lf = q / m = 2293 J ÷ 7,0 g = 328 J / g. Võrrelge oma katsetulemust aktsepteeritud väärtusega 333,5 J / g.