Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Теоретичні відомості. 1. Друге начало термодинаміки




ДОСЛІДЖЕННЯ ВИКОНАННЯ ЗАКОНУ ДЮЛОНГА І ПТІ ДЛЯ ХІМІЧНО ПРОСТИХ РЕЧОВИН

Контрольні питання

1. Друге начало термодинаміки.

2. Що таке ентропія та її зміни?

3. Оборотні й необоротні процеси.

 

 


Лабораторна робота №14

 

Мета роботи: засвоїти метод визначення теплоємності.

 

Прилади і матеріали: пароутворювач, два термометри, калориметр, тверда сипуча речовина (алюмінієві пластини).

 

Під час не дуже низьких температур для твердих тіл виконується закон Дюлонга і Пті, згідно з яким молярна теплоємність усіх хімічно простих тіл приблизно дорівнює ( - універсальна газова стала):

. (1)

Це співвідношення можна одержати теоретично, виходячи з наступних міркувань. Атоми твердого тіла за температур, відмінних від абсолютного нуля, здійснюють коливання відносно положень рівноваги в просторі. Під час незначного зміщення атома з положення рівноваги в деякому напрямку на нього діє квазіпружна сила: Потенціальна енергія зміщеного атома , а кінетична . Повна енергія:

.

Під час коливань атома відбувається безперервне перетворення кінетичної енергії в потенціальну й навпаки. За даної температури Т середня кінетична енергія великої кількості атомів дорівнює середній потенціальній енергії їх коливного руху й за теоремою про рівномірний розподіл енергії за степенями вільності .

В ізотропному тілі коливання частинок у всіх напрямках рівноймовірні. Тому , а середня повна енергія одного з великої кількості атомів: .

Енергія кіломоля речовини дорівнює добуткові середньої енергії коливного руху одного атома на кількість атомів у кіломолі:

(2)

Енергія кіломоля речовини виражається через універсальну газову сталу .

Молярною теплоємністю речовини називається фізична величина, яка вимірюється кількістю теплоти, необхідною для нагрівання 1 кмоля речовини на 1 кельвін.

. (3)

Підставляючи у (1) вираз для з (2), одержимо закон Дюлонга і Пті:

. (4)

У цій роботі перевіряється справедливість закону Дюлонга і Пті для хімічно простих твердих тіл.

Для цього експериментально знаходяться їх питомі теплоємності, а тоді вираховуються їх атомні теплоємності.

Питомою теплоємністю речовини називається фізична величина, що вимірюється кількістю теплоти, необхідною для нагрівання одиниці маси речовини на 1 градус. Молярна теплоємність пов’язана з питомою теплоємністю співвідношенням:

. (5)

де - маса кіломоля.

Для визначення питомої теплоємності твердого тіла вимірюють його масу, нагрівають у спеціальному нагрівнику, опускать його в калориметр із водою і відзначають температуру, яка встановиться в калориметрі у стані рівноваги під час вимірювання температури тіла, води в калориметрі і калориметра. Кількість теплоти, відданої тілом під час охолодження:

. (6)

де - маса, досліджуваного тіла; - температура тіла після нагрівання; - температура, що встановилася в калориметрі. Ця кількість теплоти йде на нагрівання води, калориметра й термометра за умови, що втрати тепла в навколишній простір дуже малі. Кількість теплоти, що йде на нагрівання води й калориметра:

. (7)

де - маса вода в калориметрі, - питома теплоємність води; - маса калориметра, - питома теплоємність калориметра (алюміній), - температура води в калориметрі до знаходження в ньому нагрітого тіла.

Виходячи із закону збереження енергії: .

 

Хід роботи:

1. Визначити масу досліджуваного тіла , води в калориметрі .

2. Увімкнути пароутворювач і нагріти за допомогою пари в нагрівнику досліджуване тіло. Температура нагріву визначається за термометром, встановленм у кришці нагрівника.

3. Визначити початкову температуру води в калориметрі , відкривши заслонку нагрівника, швидко опустимо нагріте тіло в калориметр з водою.

4. Визначити рівноважну температуру (це буде максимальна температура, до якої нагріється вода в калориметрі після опускання в неї нагрітого тіла).

5. За формулою (6) визначити питому теплоємність, а за формулою (2) - молярну теплоємність.

6. За формулою (1) розрахувати теоретичне значення .

7. Дослід повторити два рази.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-12-10; Просмотров: 379; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.017 сек.