Порядок виконання роботи

Завдання 1. Побудувати залежність температури від часу для нагрівання, плавлення, кристалізації та охолодження гіпосульфіта.

1. Помістити колбу з гіпосульфітом на водяну баню. Воду почати нагрівати. Як тільки температура гіпосульфіту почне підвищуватись, увімкнути секундомір.

2. Знімати покази термометра кожні 30 с. Результат занести до таблиці 1.

3. Зафіксувати, при якій температурі відбувається плавлення. Скільки часу на це пішло? Чи змінювалась при цьому температура?

Таблиця 1. Нагрівання гіпосульфіта

Нагрівання твердого тіла		Плавлення		Нагрівання рідини		Кипіння
Темпера-тура t, 0С	Час τ, с	Темпера-тура t, 0С	Час τ, с	Темпера-тура t, 0С	Час τ, с	Темпера-тура t, 0С
…

4. Повторити п/п 1-2 для нагрівання рідини. Зафіксувати, при якій температурі відбувається кипіння.

5. Прослідити за охолодженням розплаву. При якій температурі відбувається кристалізація? Чи відрізняється вона від температури плавлення? Чому? Результат занести до таблиці 2.

6. За даними таблиць 1, 2 побудувати графік залежності температури від часу.

Таблиця 2. Охолодження гіпосульфіта

Охолодження рідини		Кристалізація		Охолодження твердого тіла
Темпера-тура t, 0С	Час τ, с	Темпера-тура t, 0С	Час τ, с	Темпера-тура t, 0С	Час τ, с
…

Завдання 2. Визначити питому теплоємкість твердого та рідкого гіпосульфіта, питому теплоту плавлення (кристалізації) та температури плавлення, кипіння та кристалізації.

1. Використовуючи рівняння теплового балансу розрахувати питому теплоємкість твердого та рідкого гіпосульфіта, питому теплоту плавлення (кристалізації).

Таблиця 3. Табличні дані

св, Дж/(кг*К)	ск, Дж/(кг*К)	сс, Дж/(кг*К)	mв, кг	mк, кг	mс, кг	mг, кг	Р, Вт
4200	460	800

Будемо вважати, що на нагрівання йде 50 % енергії електроплитки. Тоді:

Q₁ = 0,5Pτ (4)

Енергія електроплитки йде на нагрівання посудини з водою, скляної колби та гіпосульфіту, тобто:

Q₂ = c_вm_вΔt (5)

Q₃ = c_кm_кΔt (6)

Q₄ = c_сm_сΔt (7)

Q₅ = c_гm_гΔt (8)

Тоді рівняння теплового балансу для нагрівання (охолодження) має такий вигляд:

Q₁ = Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅ (9)

або

0,5Pτ = c_вm_вΔt + c_кm_кΔt + c_сm_сΔt + c_гm_гΔt

Звідки питома теплоємкість гіпосульфіту знаходиться так:

(10)

де Δt – зміна температури, береться на відповідній ділянці графіка;

τ – час, також береться на відповідній ділянці графіка

При плавлені (кристалізації) замість формули (8) беруть:

Q₅ = λm_г (11)

Тоді питома теплота плавлення (кристалізації):

(12)

2. За формулами (11-12) розрахувати теплоємкість твердого та рідкого гіпосуль-фіта, питому теплоту плавлення (кристалізації). Результат занести до таблиць 4, 5.

Таблиця 4. Теплові характеристики гіпосульфіту при нагріванні

Нагрівання твердого тіла			Плавлення			Нагрівання рідини
Δt, 0С	τ, с	сг, Дж/(кг*К)	Δt, 0С	τ, с	λ, Дж/кг	Δt, 0С	τ, с	сг, Дж/(кг*К)

Таблиця 5. Теплові характеристики гіпосульфіту при охолоджені

Охолодження рідини			Кристалізація			Охолодження твердого тіла
Δt, 0С	τ, с	сг, Дж/(кг*К)	Δt, 0С	τ, с	λ, Дж/кг	Δt, 0С	τ, с	сг, Дж/(кг*К)

3. Порівняти отримані питомі теплоємкості при нагрівання та охолоджені, питому теплоту при плавленні та кристалізації. Знайти середнє значення. Зробити висновок.

4. Розрахувати похибки вимірювань (див. дод. Е). Результат занести до таблиці 6.

Таблиця 6. Похибки вимірювань

ст сер, Дж/(кг*К)	Δст сер, Дж/(кг*К)	ε, %	λсер, Дж/кг	Δλ, Дж/кг	ε, %	ср сер, Дж/(кг*К)	Δср сер, Дж/(кг*К)	ε, %