Порядок выполнения работы

Включив кипятильник А, путем взвешивания находят массы внутреннего сосуда калориметра с мешалкой m₁ и змеевика m_З и наливают в калориметр столько воды, чтобы были покрыты обороты змеевика. Опуская в калориметр змеевик и термометр, измеряют начальную температуру t₁ и определяют по барометру атмосферное давление, а по таблице находят температуру кипения воды при этом давлении (t₂). Когда из трубки сухопарника В пар пойдет достаточно сильно, соединяют сухопарник со змеевиком и следят за температурой в калориметре, помешивая находящуюся в нем воду мешалкой. После того, как температура в калориметре поднимется на 6—7°, пропускание пара прекращают и отделяют змеевик от сухопарника. Продолжая помешивать воду в калориметре, следят за температурой и записывают наибольшую температуру, какая будет достигнута. Это и будет окончательная температура θ. Затем вынимают змеевик с конденсированной водой из калориметра, высушивают его снаружи и взвешивают. Масса сконденсированного пара равна

М = m₅ – m_З,

где m₅ — масса змеевика и образовавшейся в нем воды. Удельную теплоту парообразования можно вычислить по формуле (1).

Отчетная таблица

Масса калориметра с мешалкой (m1)

Масса змеевика (mЗ)

Масса калороиметра с мешалкой и водой (m4)

Масса воды (m2)

Масса змеевика и конденсированного пара (m5)

Масса конденсированного пара (M)

Начальная температура в калориметре (t1)

Атмосферное давление (H)

Температура кипения воды (t2)

Окончательная температура (θ)

Удельная теплоёмкость калориметра (с1)

Удельная теплоёмкость змеевика (с2)

Удельная теплоемкость воды

Удельная теплота парообразования (χ)

Задачи:

1. Какое нужно количество теплоты, чтобы 100 г воды при 10⁰С довести до кипения и 10 г ее испарить?

Ответы: 1)45,3^.10³ Дж; 2) 60,3^.10³ Дж; 3) 32,3^.10³ Дж; 4) 18,4^.10⁴ Дж; 5) 12,8^.10⁴ Дж.

2. К сосуду, в котором находилось 2 л воды при 20⁰С было подведено 1050 кДж теплоты. Определить массу пара, образовавшегося при кипении воды:

Ответы: 1) 0,32 кг; 2) 0,12 кг; 3) 0,17 кг; 4) 0,85 кг; 5) 0,55 кг.

3. Какое количество теплоты выделится при конденсации 20 г водяного пара при 100⁰С и охлаждении полученной воды до 20⁰С?

Ответы: 1) 52 кДж; 2) 58 кДж; 3) 123 кДж; 4) 35 кДж; 5)44 кДж.

4. С какой высоты должны упасть дождевые капли, температура которых 20⁰С, чтобы при ударе о Землю они испарились? Сопротивление воздуха не учитывать.

Ответы: 1) 29,3^.10² м; 2) 51,7^.10³ м; 3) 26,5^.10⁴ м; 4) 21,7^.10⁴ м; 5) 18,3^.10³ м.

5. Имеется 200 г спирта при температуре 20⁰С. Какое количество теплоты нужно израсходовать, чтобы превратить жидкость в пар?

Ответы: 1)4,3^.10²Дж; 2) 2^.10⁵Дж; 3) 6,2^.10⁴Дж; 4) 4,8^.10³Дж; 5) 5^.10⁵Дж.

6. Алюминиевый калориметр массой 50 г содержит 200 г воды при 16⁰С. Какое количество пара нужно ввести в калориметр, чтобы температура в нем повысилась до 90⁰С?

Ответы: 1) 22,5 г; 2) 40 г; 3) 35 г; 4) 42,5 г; 5) 62 г.

Контрольные вопросы

1. Какова цель работы?

2. Что называется удельной теплотой парообразования?

3. Как подсчитать количество теплоты, выделившееся при конденсации

пара?

4. Как меняется температура кипения с изменением давления?

5. Вывести подробно рабочую формулу.

Физические свойства некоторых веществ

Таблица 1