İçerik
“Isı”, bir maddedeki moleküllerin termal enerjisini temsil eder. Su 0 santigrat derece donar. Ancak bir buz küpünün sıcaklığı bunun çok altına düşebilir. Bir buz küpü bir dondurucudan çıkarıldığında, küp sıcaklığı, ortamdaki ısıyı absorbe ettiği için yükselir. Ancak buz küpü 0 ° C'ye ulaştığında, erimeye başlar ve buz küpü ısıyı emmeye devam etmesine rağmen sıcaklığı erime süreci boyunca 0'da kalır. Bunun nedeni, buz küpü tarafından absorbe edilen termal enerjinin, erime sırasında birbirinden ayrılan su molekülleri tarafından tüketilmesidir.
Erime fazı sırasında bir katı tarafından emilen ısı miktarı, füzyonun gizli ısısı olarak bilinir ve kalorimetri ile ölçülür.
Veri koleksiyonu
Dengeye boş bir Strafor kabı yerleştirin ve boş kabın kütlesini gram cinsinden kaydedin. Sonra kabı yaklaşık 100 mililitre veya yaklaşık 3.5 ons saf suyla doldurun. Doldurulmuş bardağı dengeye geri koyun ve fincanın ve suyun ağırlığını birlikte kaydedin.
Bardaktaki suya bir termometre yerleştirin, termometrenin su ile termal dengeye gelmesi için yaklaşık 5 dakika bekleyin, ardından suyun sıcaklığını ilk sıcaklık olarak kaydedin.
Küplerin yüzeylerindeki sıvı suyu almak için iki veya üç buz küpünü bir kağıt havlu üzerine yerleştirin, sonra küpleri strafor kabına hızlı bir şekilde aktarın. Karışımı yavaşça karıştırmak için termometreyi kullanın. Termometre üzerindeki sıcaklık okumasını gözlemleyin. Neredeyse hemen düşmeye başlamalıdır. Karıştırmaya devam edin ve sıcaklık yükselmeye başlamadan önce termometre üzerinde belirtilen en düşük sıcaklığı kaydedin. Bu değeri “son sıcaklık” olarak kaydedin.
Termometreyi çıkarın ve Strafor kabını tekrar dengeye getirin ve bardağın kütlesini, suyu ve erimiş buzu birlikte kaydedin.
Hesaplamalar
Boş bardağın kütlesini, 1. bardakta toplandığı gibi birlikte, bardağın ağırlığından ve suyun ağırlığından çıkararak, bardağın içindeki su kütlesini belirleyin. Örneğin, boş bardak 3.1 gram ağırlığında ve bardak ve su birlikte tartılırsa 106.5 gram, daha sonra suyun kütlesi 106.5 - 3.1 = 103.4 gr idi.
Suyun sıcaklık değişimini, ilk su sıcaklığını nihai su sıcaklığından çıkararak hesaplayın. Bu nedenle, eğer başlangıç sıcaklığı 24.5 ° C ise ve son sıcaklık 19.2 ° C ise deltaT = 19.2 - 24.5 = -5.3 ° C idi.
Sudan çıkarılan q = mc (deltaT) denklemine göre sudan çıkarılan ısıyı, q hesaplayın, burada m ve deltaT sırasıyla suyun kütle ve sıcaklık değişimini, c ise suyun özgül ısı kapasitesini veya gram başına 4.184 joule temsil eder. derece santigrat başına veya 4.187 J / gC. Örnek 1 ve 2 adımlarından devam ederek, q = ms (deltaT) = 103,4 g * 4,184 J / g-C * -5,3 C = -2293 J Bu sudan çıkan ısıyı, dolayısıyla negatif işaretini temsil eder. Termodinamik yasalarına göre, sudaki buz küpleri +2293 J ısı emer.
Bardak ve su kütlesini bardak, su ve buz küplerinin kütlesinden çıkartarak buz küplerinin kütlesini belirleyin. Bardak, su ve buz birlikte 110.4 g ise, buz küplerinin kütlesi 110.4 g - 103.4 g = 7.0 g olmuştur.
Lf = q ÷ m'ye göre Lf füzyonunun gizli ısısını, 3. adımda belirlendiği gibi, buz tarafından absorbe edilen ısıyı, q, 4. adımda belirlenen buz kütlesine bölerek bulun. , Lf = q / m = 2293 J ± 7.0 g = 328 J / g. Deneysel sonucunuzu 333,5 J / g olarak kabul edilen değerle karşılaştırın.