PRAKTICKÉ CVIČENIE Z FYZIKY Gymnázium Partizánske

˘

˘

4. URCENIE MERNÉHO SKUPENSKÉHO TEPLA

TOPENIA LADU

Vypracoval : Školský rok :

Dátum : Ročník : 2.

Trieda :

_______________________________________________________________________________________

Teoretický úvod :

Ľad s hmotnosťou m a teplotou 0 ^oC ( za normálneho tlaku ) prijme pri topení skupenské teplo topenia

L_t = m . l_t

kde l_t je merné skupenské teplo topenia ľadu.

V praxi sa táto veličina meria kalorimetrom. V našom prípade použijeme zmiešavací kalorimeter.

Keď do zmiešavacieho kalorimetra s tepelnou kapacitou C nalejeme vodu s hmotnosťou m₁ a teplotou t₁ > 0 ^o C a pridáme ľad s teplotou 0 ^o C a hmotnosťou m, ľad sa topí. Za predpokladu, že sa všetok ľad roztopí a teplota sústavy po dosiahnutí rovnovážneho stavu bude

t > 0 ^oC, prebehne tepelná výmena nasledovne :

Q₁ = m₁.c_v.( t₁ - t ) teplo odovzdané vodou

Q₂ = m_k.c_Al.( t₁ - t ) teplo odovzdané kalorimetrom t₁

L_t = m.l_t skupenské teplo topenia ľadu

Q₃ = m.c_v.( t - t_o ) teplo prijaté vodou vzniknutou z ľadu t₁ - t

Za predpokladu tepelnej izolácie sústavy od okolia platí : t

Q₁ + Q₂ = L_t + Q₃ t - t_o

po dosadení t_o

m₁.c_v.( t₁ - t) + m_k.c_Al.( t₁ - t) = m.l_t + m.c_v.( t - t_o)

a z tejto rovnice môžme vypočítať merné skupenské teplo topenia ľadu

m₁ - hmotnosť vody v kalorimetri

m_k - hmotnosť kalorimetra ( vnútornej časti s príslušenstvom )

m - hmotnosť ľadu

t₁ - teplota sústavy voda + kalorimeter na začiatku experimentu

t - teplota rovnovážneho stavu po ukončení tepelnej výmeny

t_o = 0^o C - teplota ľadu pred vložením do kalorimetra.

Úloha : určte merné skupenské teplo topenia ľadu.

Pomôcky : zmiešavací kalorimeter s príslušenstvom, laboratórne váhy so sadou závaží,

teplomer, kúsky ľadu.

Postup : 1. Pripravte laboratórne váhy na váženie.

2. Odmerajte hmotnosť m_k vnútornej nádoby kalorimetra s príslušenstvom.Mera-

nie opakujte 3 krát.

3. Nalejte do kalorimetra vodu ( približne do polovičky nádoby ). Odmerajte hmot-

nosť m_k + m₁ vnútornej nádoby kalorimetra s príslušenstvom a vodou. Meranie

opakujte 3 krát.

4. Teplomerom odmerajte teplotu t₁ vody v kalorimetri.

5. Vložte do kalorimetra pripravený ľad. Kalorimeter uzavrite a nechajte prebehnúť

tepelnú výmenu.

6. Odmerajte teplotu t sústavy po dosiahnutí rovnovážneho stavu.

7. Kalorimeter otvorte a odmerajte hmotnosť m_k + m₁ +m vnútornej nádoby kalori-

metra s príslušenstvom a vodou a roztopeným ľadom ( jeho hmotnosť sa roztope-

ním nezmenila).

8. Z nameraných údajov vypočítajte merné skupenské teplo topenia ľadu. Výsledok

určte formou intervalu a relatívnej chyby merania.

Otázky :

1. Porovnajte zistenú hodnotu s hodnotou merného skupenského tepla topenia ľadu

v MFCHT.

2. Vymenujte zdroje chýb merania.