Determinarea căldurii specifice de vaporizare

6. Performanța cântare cu greutăți.

Studiu de a determina empiric căldura specifică a vaporizării apei.

Introducere teoretică.

În procesul de schimb de energie între substanță și mediul este posibilă trecerea unei substanțe dintr-un stat la altul (de la o stare de fază la alta).

Trecerea de la o substanță lichidă la starea gazoasă numită vaporizării.

Vaporizarea are loc sub formă de evaporare și de fierbere.

Vaporizarea, care are loc numai cu suprafața liberă a lichidului, numit evaporare.

Evaporarea are loc la orice lichid de temperatură, dar cu creșterea temperaturii viteza de evaporare a crește lichid.

Evaporatoare lichid poate fi răcită, dacă nu este alimentat extern termic intens, sau să se încălzească, căldura este furnizată din exterior intens.

Vaporizarea, care are loc pe tot volumul de lichid și la o temperatură constantă, se numește fierbere.

Punctul de fierbere depinde de presiunea externă pe suprafața lichidului.

Punctul de fierbere al lichidului la presiune atmosferică normală, denumit punctul de fierbere al lichidului.

Când internă crește substanță de vaporizare a energiei, astfel încât să transforme lichid în vapori la acesta trebuie să furnizeze căldură la procesul de schimb de căldură.

Cantitatea de căldură. necesară pentru transformarea lichidului în vapori la o temperatură constantă, se numește căldura de vaporizare.

Este direct proporțională cu masa fluidului, transformată în abur:

Cantitatea g, ce caracterizează dependența căldurii de vaporizare a substanței și tipul de condițiile externe, se numește căldura specifică a vaporizării. Căldura specifică a vaporizării măsurată prin cantitatea de căldură necesară pentru a vaporiza o unitate de masa de lichid la o temperatură constantă:

In SI se măsoară căldura specifică de evaporare.

Valoarea depinde de temperatura la care se produce vaporizarea. Experiența arată că, odată cu creșterea temperaturii, căldura specifică de evaporare scade. Pe graficul (Fig. 1) arată dependența de apă.

In aceasta lucrare definim o căldură latentă de vaporizare a apei prin intermediul procesului de fierbere, utilizând ecuația echilibrului termic al condensării vaporilor de apă. Pentru a face acest lucru, luați calorimetru (K) (vezi. Fig. 2), în care apa la temperatura. abur având un punct de fierbere. din balon prin conducta de abur P este introdus în apa rece a calorimetrului, unde se condensează.

După un timp tubul este îndepărtat și se măsoară temperatura pe vapori. Setați pentru a determina masa calorimetrului și calorimetrului în vaporii introduse.

Apoi componentele ecuației de echilibru termic.

Prin condensarea masei de vapori. generează căldură.

unde - o căldură specifică de condensare (este căldura specifică a vaporizării). abur Condensed transformă în apă la temperatura. care apoi se răcește la o temperatură. furniza caldura.

abur fierbinte și căldura apei de răcire eliberat în timpul calorimetrului condensului și primește apă în ea. Datorită acestui fapt, ele sunt încălzite la temperatura. la o temperatură. Căldura primită de calorimetrului și apa rece, se calculează cu formula:

Ecuația echilibrului termic se face în conformitate cu legea de conservare a energiei în timpul schimbului de căldură.

În cazul în care cantitatea de cantități de transfer de căldură de căldură, exprimate toate corpurile, a cărui energie internă este redusă, cantitatea de căldură egală cu suma primită de către toate organismele care au o creșteri interne de energie:

În acest caz, schimbul de căldură, care a avut loc în calorimetru, noi credem că pierderea de căldură pentru mediu nu este. Prin urmare, ecuația (6) poate fi scrisă ca: sau

Din această ecuație, obținem formula de lucru pentru calcularea valorii rezultatelor experienței:

1. Creați un tabel în care să intre rezultatele măsurătorilor și a calculelor de forma stabilită la sfârșitul descrierii.

2. Se cântăresc valoarea obținută vasul calorimetrului interior înregistrat în tabel.

3. Utilizarea paharului pentru a măsura 150 200 ml de apă rece pentru a se toarnă într-un calorimetru pentru a măsura masa și calorimetrului vasului interior cu apă (m2). Găsiți un corp de apă:

Masa de apă rece se adaugă la masa.

4. Se măsoară temperatura inițială a calorimetrului și valoarea apei din ea. scris în tabel.

5. abur vârful inferior conductă în calorimetrului și apă admisie abur până când temperatura apei este ridicată de 30 ° K - 35 ° K (q-temperatură după schimbul de căldură).

6. Se cântărește paharul interior și calorimetrului pentru a determina masa aburului condensat. Înregistrarea rezultat în tabel. ()

7. Valorile căldura specifică a apei și a substanțelor calorimetru (aluminiu) și o valoare de masă de căldura specifică de vaporizare a apei sunt date în tabelul rezultatelor măsurătorilor și calculelor.

8. Conform formulei (7), pentru a calcula căldura specifică a vaporizării apei.

9. Se calculează eroarea absolută și relativă în tabelul de rezultate în ceea ce privește rezultatul din formulele: [2]

10. Concluzia muncii depuse și rezultatul căldurii specifice de vaporizare a apei. [3]

REZULTATE Măsurători și calcule

LISTA DE VERIFICARE A primul nivel.

1. Care sunt condițiile în care au loc tranziții de fază în această privință?

2. Care este căldura specifică de transformare și de ce depinde? Unitățile de măsură această valoare?

LISTA DE VERIFICARE A al doilea nivel.

3. Cum vă explicați faptul că căldura specifică de vaporizare scade odată cu creșterea temperaturii de vaporizare lichid?

4. Este posibil ca căldura latentă de vaporizare este redusă și devine egal cu zero? În ce condiții poate fi?

al treilea nivel listă de verificare.

5. De ce lucrările efectuate căldura latentă de vaporizare a apei este determinată prin intermediul procesului de fierbere, deși vaporizarea are loc la orice temperatură?

6. De ce acest lucru practic imposibil de a obține o valoare corectă a căldurii specifice de vaporizare a apei?

Lab № 3.