Wypracowania

Kalorymetryczne pomiary ciepła topnienia wody

Aparatura:

Kalorymetr - przyrząd, służący do pomiarów ilości ciepła zaabsorbowanego lub wydzielonego przez substancję. Próbkę do pomiarów umieszcza się w naczynku aluminiowym. Naczynko to, kalorymetr właściwy, jest umieszczone na drewnianym krzyżaku w większym naczyniu aluminiowym - płaszczu kalorymetru. Do kalorymetru właściwego, przez szyjkę wtłoczoną w pokrywkę aluminiową, jest doprowadzony termometr, o podziałce elementarnej 0,1°C, a przez otwór w pokrywce wprowadzamy mieszadło. Cały kalorymetr jest przykryty tekturową pokrywką, przeciętą na pół.

Wykonanie doświadczenia:

Doświadczenie polega na mierzeniu zmian temperatury w kalorymetrze właściwym, w wyniku ogrzewania substancji ciepłem kalorymetru. Aby ciepło rozprowadzało się równomiernie, należy zawartość kalorymetru regularnie mieszać mieszadłem. Temperaturę odczytujemy z termometru, o podziałce 0,1°C. Aby do kalorymetru nie dochodziło ciepło z zewnątrz, stosuje się płaszcz kalorymetru. Aby obliczyć ilość pobranego ciepła na podstawie zmian temperatury, stosuje się następujący wzór:

Q to ilość dostarczonego ciepła (w kaloriach [cal]), m to masa substancji (w gramach, [g]), C to ciepło właściwe a t₁ oraz t₂ to temperatura początkowa i końcowa.

Pomiary:

Do zważonego kalorymetru wlaliśmy wodę, a następnie ponownie zważyliśmy całość i obliczyli różnicę, równą masie wody w kalorymetrze. Następnie w kalorymetrze umieściliśmy kawałek lodu, osuszony z wody bibułą. Przykryliśmy kalorymetr, zmierzyli temperaturę początkową i zaczęliśmy wolno mieszać zawartość kalorymetru, czekając aż ustali się temperatura. Gdy temperatura się ustaliła, zważyliśmy kalorymetr, i z różnicy mas pomiędzy kalorymetrem z wodą przed dodaniem lodu i kalorymetrem na końcu pomiarów obliczyliśmy masę lodu w kalorymetrze. Zakładamy, że lód uległ stopieniu pod wpływem ciepła kalorymetru i wody w kalorymetrze. Aby obliczyć ciepło topnienia lodu, korzystamy z równania . obliczymy z równania , ponieważ ciepło pobrane przez lód było potrzebne nie tylko na jego stopienie, ale także na ogrzanie go do temperatury końcowej.