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.

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

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

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

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

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.

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 (m_с+в) от массы системы стакан + вода + растаявший лед ( m_c+в+л) для определения массы льда. Запишите это значение в таблицу как m_л

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=m_в × 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=m_л × 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 (m_л). λ = Q_3/m_л. Запишите результат в таблицу как удельную теплоту плавления льда.

m_c

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