Конспект урока для 8 класса "Определение удельной теплоты плавления льда"

Лабораторная работа  «Определение удельной теплоты плавления льда»          8 класс

Цель:  Определить удельную теплоту плавления льда.

Введение:  Когда вещество получает или теряет тепловую энергию без изменения состояния, эту энергию можно выразить:    Q=cm(t2-t1) ;   или     Q=cmΔt ;   где Q - тепловая энергия в джоулях, m - масса вещества в граммах, c - удельная теплоемкость вещества в Дж/кг °C, а Δt - изменение температуры в °C

Когда происходит переход из твердого состояния в жидкое (или наоборот), энергия выражается:    Q=mλ,   где  - λ удельная теплота плавления.

Для нахождения общей энергии, которую поглотит кусок льда при таянии и дальнейшем нагревании, вам нужно будет добавить Q = mλ (таяние льда)  к Q = mc Δt (нагревание воды).

В этой лабораторной работе вы используете Xplorer GLX и датчик температуры для определения удельной теплоты плавления льда.



Приборы: Калориметр (стаканчик), Датчик температуры, PASPORT Xplorer GLX 

Также: Весы, наличие кубиков льда (при 0°C), воды. 



Техника безопасности

Держите воду подальше от розетки, компьютера, клавиатуры и приборов PASPORT.







Взвесьте  массу стакана в 250 мл. Запишите это значение как массу контейнера (mc) в таблицу результатов.







Наполните стакан на ¾ объема водой из крана. Взвесьте массу стакана с водой. Запишите это значение (mc+в) в таблицу результатов. 

Отнимите массу стакана  (mс)  от массы системы стакан + вода  (mс+в) для определения массы воды. Запишите это значение в таблицу как mв. 





Поставьте стакан в калориметр и настройте оборудование, как показано на рис. 1. Погрузите датчик температуры в воду. 





Соедините датчик температуры с портом 1 или 2 на левом боку GLX, как показано на рис. 2. Включите GLX.

 











Рисунок 2













Нажмите Домой на GLX, выберите Цифры. Нажмите Активировать.





Смотрите на экран, пока значение не перестанет изменяться. Запишите значение в таблицу как начальную температуру (t1) воды.







Уберите воду из 1-3 кубиков льда, затем положите их в воду. Прим.: вам нужно примерно 10 г льда.





Помешайте воду и наблюдайте за температурой.





Когда весь лед растает, помешайте еще и запишите эту температуру в таблицу как конечную (t2).









Взвесьте и запишите в таблицу массу системы стакан + вода + растаявший лед.







Отнимите начальную температуру (t1) от конечной (t2) для определения Δt, изменения температуры воды. Запишите это значение в таблицу.





 



Отнимите массу системы стакан + вода (mс+в) от массы системы стакан + вода + растаявший лед ( mc+в+л) для определения массы льда. Запишите это значение в таблицу как mл









Общая тепловая энергия, выделенная водой, равна энергии, поглощенной льдом при таянии плюс энергии для достижения теплового равновесия. Чтобы определить, сколько энергии было необходимо для таяния льда в эксперименте, необходимо использовать уравнение, упомянутое в введении.

Сначала используйте следующую формулу для нахождения энергии, выделенной водой:   Q1=mв × 4180 Дж/кг °C × Δt,   где  с=4180 Дж/кг °C - удельная теплоемкость воды.  Запишите ответ в таблицу как энергию, выделенную водой (Q1).





Используйте следующую формулу для нахождения энергии, необходимой для нагревании воды при 0°C до температуры равновесия:  Q2=mл × 4180 Дж/кг °C × t2 Запишите свой ответ в таблицу как энергию, поглощенную ледяной водой при восстановлении теплового равновесия(Q2).





Найдите тепло, поглощенное льдом при таянии, отняв  Q2 от Q1. Запишите свой ответ в таблицу как тепло, поглощенное льдом при таянии (Q3).





Найдите тепло, необходимое при таянии льда, разделив энергию, поглощенную льдом (Q3), на массу льда (mл).  λ = Q3/mл.   Запишите результат в таблицу как удельную теплоту плавления льда.

mc

mc+в

mв

t1

t2

mc+в+л

Δt

mл

Q1

Q2

Q3

 λ





































Выводы

Опишите, как изменилось движение молекул во льду и в воде при таянии льда.





Конец формы