Ć W I C Z E N I E N R C-4

Transkrypt

1 INSYU FIZYKI WYDZIAŁ INŻYNIERII PRODUKCJI I ECHNOOGII AERIAŁÓW POIECHNIKA CZĘSOCHOWSKA PRACOWNIA FIZYKI CZĄSECZKOWEJ I CIEPŁA Ć W I C Z E N I E N R C-4 WYZNACZANIE CIEPŁA OPNIENIA ODU

2 Ćizenie C-4: Wyznazanie iepła topnienia lodu I. Zagadnienia do przestudioania. Pojęie iepła i teperatury z puntu idzenia inetyzno-oleularnej teorii budoy aterii.. Definije iepła łaśiego i iepła topnienia oraz jednosti tyh ielośi. 3. Zasada bilansu ieplnego. 4. Poiar iepła topnienia za pooą aloryetru, yproadzenie zoru. 5. Zależność teperatury topnienia od iśnienia. 6. Rahune błędu etodą różnizi zupełnej. II. Wproadzenie teoretyzne opnienie jest przeianą fazoą, polegająą na przejśiu iała ze stanu stałego stan ieły pod płye dostarzonego iepła. Jeżeli będziey ogrzeać iało o budoie rystaliznej, to pozątoo zauażay linioy zrost teperatury iała; na rysunu jest to odine AB. Rys.. Ziany teperatury proesie topnienia iała rystaliznego Po osiągnięiu teperatury przeiany fazoej t dalsze dostarzanie iepła nie pooduje zrostu teperatury iała - odine BC. Na ty odinu dostarzone iepło zostaje zużyane na rozryanie i rozluźnianie iązań siei rystaliznej iała stałego. Dla iał rystaliznyh na odinu BC spółistnieją jednoześnie die fazy - stała i ieła. W punie C iało stałe uległo ałośi przeianie fazoej - stopnieniu. Dalsze dostarzanie iepła pooduje zrost teperatury fazy iełej - odine CD. Jeżeli topnienie odbya się pod stały iśnienie, to poyżej teperatury t istnieje tylo faza ieła, zaś poniżej tej teperatury faza stała. eperaturę, tórej faza stała znajduje się rónoadze z fazą iełą, nazyay teperaturą topnienia lub punte topnienia. Zjaisie odrotny do topnienia jest rzepnięie. eperatury topnienia i rzepnienia są sobie róne. eperatura topnienia iał rystaliznyh zależy od iśnienia zenętrznego. Dla iał, tóre rzepną, zięszają soją objętość, ze zroste iśnienia zenętrznego obniża się tepera- tura topnienia. Natoiast dla iał, tóre rzepną, zniejszają soją objętość, zrost iśnienia pooduje zrost teperatury topnienia. Wproadzają zaniezyszzenia, poodujey zianę teperatury topnienia. Ciała aorfizne, nieposiadająe budoy rystaliznej, nie ają yraźnie oreślonej teperatury topnienia.

3 Ćizenie C-4: Wyznazanie iepła topnienia lodu Ciepło potrzebne do stopienia penej asy iała rystaliznego ynosi () gdzie: - asa iała, - iepło topnienia. Stąd () Ciepło topnienia to ilość iepła, jaą należy dostarzyć asie g danego iała znajdująego się teperaturze topnienia, aby przeszło ono ze stanu stałego stan ieły o tej saej teperaturze. III. Zasada poiaru Do aloryetru (enętrzne nazynie) o asie = leay peną ilość ody. Jeżeli asa aloryetru z odą ynosi, to asa ody =. eperatura pozątoa aloryetru i ody ynosi. Do tej ody rzuay peną ilość lodu o teperaturze 73 K, tóry topi się i postała z niego oda a tę saą teperaturę o lód. Rośnie asa uładu do artośi 3. Różnia 3 - = jest asą stopionego lodu i ody postałej z tego lodu. opiąy się lód i postała z niego oda pobierają iepło od aloryetru i ody. Po peny zasie uład osiąga teperaturę ońoą. Ciepło oddane przez enętrzne nazynie aloryetryzne ynosi (3) gdzie - iepło łaśie aloryetru aluinioego. Ciepło oddane przez odę aloryetrze ynosi: (4) gdzie - iepło łaśie ody. Całoite iepło oddane przez odę i aloryetr ynosi 0 (5) Ciepło pobrane przez lód do jego stopienia ynosi 3 (6) Ciepło pobrane przez odę postałą z lodu ynosi 3

4 Ćizenie C-4: Wyznazanie iepła topnienia lodu 73 (7) 4 Całoite iepło pobrane przez lód i odę postałą z lodu ynosi p 73 (8) Załadają, że aloryetr stanoi uład odosobniony, to opariu o zasadę bilansu ieplnego ożna napisać Na podstaie rónań (5) i (8) ay Stąd iepło topnienia yraża się zore 0 p 73 (9) 73 (0) IV. Zesta poiaroy Waga laboratoryjna, zesta odażnió, aloryetr, teroetr. V. Przebieg ćizenia. Na adze szaloej yznazay asę enętrznego nazynia aloryetru z ieszadełie =.. Wleay odę do tego nazynia (/3 objętośi) i yznazay asę tego uładu. 3. asa ody =. 4. ierzyy teperaturę pozątoą ody aloryetrze. 5. Wrzuay aałi lodu do ody. 6. Wyznazay asę uładu 3. Różnia 3 = jest asą stopionego lodu i asą ody postałej z tego lodu. 7. Po stopieniu lodu ierzyy ońoą teperaturę ody aloryetrze. 8. Wynii poiaró pisujey do tabeli. 9. Poiary potórzyć trzy razy. 4

5 Ćizenie C-4: Wyznazanie iepła topnienia lodu 5 VI. abela poiaroa = [0 3 g] [0 3 g] = [0 3 g] 3 [0 3 g] = 3 [0 3 g] [K] [K] [0 4 J/g] śr [0 4 J/g] Uaga! =... K g J, =... K g J odzytać z tabli. VII. Opraoanie ynió. Oblizyć artość iepła topnienia lodu ze zoru 73. Oblizyć artość średnią śr. VIII. Rahune błędu. Oblizyć błąd bezzględny etodą różnizi zupełnej gdzie: - doładność agi ) ( ) ( 3 3 Po yonaniu operaji różnizoania i zastosoaniu operaji odułu otrzyujey Grupują yrazy z i, otrzyujey ostatezny zór na

6 Ćizenie C-4: Wyznazanie iepła topnienia lodu 6. Oblizyć błąd zględny. 3. Przeproadzić dysusję uzysanyh ynió i porónać uzysaną artość średnią śr z artośiai tablioyi i sazać na źródła eentualnyh różni. iteratura. Ćizenia laboratoryjne politehnie, praa zbioroa pod red.. Reaja, PWN, Warszaa Dryńsi., Ćizenia laboratoryjne z fizyi, PWN, Warszaa eh J., Opraoanie ynió poiaró laboratoriu podsta fizyi, Wydanito Wydziału Inżynierii Proesoej, ateriałoej i Fizyi Stosoanej PCz, Częstohoa assalsi J., assalsa., Fizya dla inżynieró - Fizya lasyzna, o I, Wydanita Nauoo- ehnizne, Warszaa Szydłosi R., Praonia fizyzna spoagana oputere, Wydanito Nauoe PWN, Warszaa 003.