Обработка экспериментальных данных

1. Определение теплоемкости калориметра

А) Электрический метод.

По результатам измерений строят график зависимости показаний термометра от времени. Чтобы ввести поправки на теплообмен, калориметрический опыт делят на три периода: 1) начальный период, продолжающийся в нашем случае 6 – 8 мин; 2) главный период - время, в течение которого в основном протекает исследуемый процесс; 3) конечный период, продолжающийся еще около 6 – 8 минут.

Рис.4. Изменение температуры в ходе опыта: I – начальный период; II – главный период; III – конечный период.

Истинную величину изменения температуры в опыте определяют графически. По полученным точкам строят зависимость, как показано на рис.4, выделяют на графике главный период и находят его середину (t₁). Экстраполируя начальный и конечный участки кривой (АВ и СD) на середину главного периода, находят изменение температуры: отрезок EF будет равен Dt.

Количество тепла, выделенного нагревателем, рассчитывают по формуле Джоуля-Ленца:

, (10)

где I – сила тока, А; U – напряжение, В; t – время прохождения тока через нагреватель, с.

Среднюю теплоемкость всей калориметрической системы рассчитывают по уравнению

(11)

Если из теплоемкости всей калориметрической системы, вычесть теплоемкость 500 г воды, получим постоянную калориметра K.

Б) Расчетный метод.

По указанию преподавателя рассчитать теплоемкость системы по уравнению (9).

2. Определение теплоемкости исследуемого вещества

2.1. Теплоемкость глицерина

По результатам измерений второго опыта строят график зависимости показаний термометра от времени и определяют величину изменения температуры в опыте аналогично описанному выше. (рис.4).

Среднюю удельную теплоемкость глицерина С вычисляют по формуле:

где – теплоемкость всей калориметрической системы (включая воду);

– повышение температуры, вычисленное по рис.3;

и – масса и теплоемкость глицерина,

и – то же для колбочки, и – то же для пробки;

– исходная температура колбочки с глицерином;

– температура калориметра в конце опыта.

Учесть, что:

C₁ = 0,791 Дж/г∙K (теплоемкость стекла);

С₂ = 1,80 Дж/г∙K (теплоемкость пробки).

2.2. Теплоемкость раствора соли

2.2.1. По результатам измерений строят графики зависимости показаний термометра от времени.

2.2.2. Определяют графическим методом величину изменения температуры в каждом опыте (см. описание в 1А).

2.2.3. Используя уравнения (10), (11) находят теплоемкость всей калориметрической системы в каждом опыте.

2.2.4. Зная постоянную калориметра K, определенную ранее, рассчитывают теплоемкость каждого раствора соли, а затем удельную теплоемкость этих растворов. Плотность растворов можно принять равной 1.

2.2.5. Рассчитывают концентрацию растворов в моль/л и строят график зависимости теплоемкости от концентрации.

3. Делают выводы по работе.

4. Отвечают на вопросы.

4.1. Какой тип калориметра использован в работе?

4.2. Почему измеренное значение С_кс не равно теплоемкости 400 г воды, залитой в калориметр ()

4.3. Почему дифференциальные теплоты растворения не могут быть измерены непосредственно в калориметрическом опыте?

ЛИТЕРАТУРА

1. Курс физической химии / Под ред. Я.И. Герасимова. Т.1. – М.: Химия, 1970. – С. 72-73.

2. Глазов В.М. Основы физической химии. – М.: Высш. шк., 1981. – С. 24.

3. Практикум по физической химии / Под ред. И.В. Кудряшова. – М.: Высш. шк., 1989. – С. 134-137.

Поиск по сайту: