Сетевое издание
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОЕМКОСТИ ЖИДКОСТЕЙ

Курлаева А.А. 1 Веколова В.В. 1
1 Московский государственный областной социально-гуманитарный институт

Значения теплоемкостей веществ необходимы, например, при расчетах энергетического баланса производственных процессов, который наряду с материальным балансом лежит в основе оценки экономичности производства.

В данной работе предложена схема простейшей установки, которая может быть использована для определения теплоемкостей жидкостей, в частности, при организации лабораторного практикума на факультативных и элективных курсах в школе, и оценить ее эффективность на примере определения удельной теплоемкости ацетона и гексана.

Схема установки представлена на рисунке: калориметрический стакана (стеклянный стакан с изотермической оболочкой (например, из пенопласта) с крышкой из пенопласта), установленный на магнитную мешалку, нагреватель – кипятильник (обеспечивающий нагревание жидкости на 0,2-0,30С /мин), соединенный с выпрямителем тока со стабилизированным напряжением и амперметром, термометр Бекмана.

Реактивы: ацетон, гексан; вода дист.

Ход работы: 1. Определение водяного числа.

Водяным числом СВ называют количество теплоты, необходимое для нагревания калориметра без жидкости на 10С.

missing image file

Схема установки, которая может быть использована для определения теплоемкостей жидкостей

В калориметрический стакан наливается 300+0.02 г дист. воды и в него помещается нагреватель. Когда температура станет постоянной, одновременно включается собранная цепь, магнитная мешалка, секундомер и измеряется время, в течение которого температура поднимается на 10С. Опыт повторяется 3 раза. Результаты измерений представлены в таблице 1.

missing image file – водяное число;

missing image file ; missing image file

СР = 4,18 Дж/г*К (при комн. темп. 250С) – изобарная удельная теплоемкость воды.

Таблица 1

Результаты измерений при определении водяного числа СВ

I,А

U,В

ΔT,К

Время,

t, сек

СК.В.,

Дж/К

Водяное число, СВ, Дж/К

ΔСВ,

Дж/К

1

0,37

30

1

174,0

1931

677

33

2

180,0

1998

744

34

3

176,8

1963

709

1

Ср. знач.:

176,9

1964

710

23

missing image file – теплоемкость калориметра с водой

2. Определение теплоемкости ацетона и гексана

В стакан наливается 300+0,02 г исследуемой жидкости и измеряется изменение температуры за время, полученное в п.1 (t=176,9 сек). Результаты измерений представлены в табл. 2.

missing image file Дж/г*К;

missing image file Дж/г*К;

missing image file – теплоемкость калориметра

с исследуемой жидкостью

missing image file – изобарная удельная теплоемкость

исследуемой жидкости

missing image file

Таблица 2

Результаты измерений при определении теплоемкости ацетона и гексана

I,А

U,В

t,

сек

Ацетон

Гексан

ΔT,К

СК.Ж.,

Дж/К

СР.Ж. ацет, Дж/г*К

ΔT,К

СК.Ж.,

Дж/К

СР.Ж. гекс, Дж/г*К

1

0,37

30

176,9

1,80

1090,88

1,27

1,57

1250,69

1,80

2

1,69

1161,89

1,51

1,62

1212,09

1,67

3

1,74

1128,50

1,40

1,72

1141,62

1,44

Ср. знач.:

1,74

1127,09

1,39

1,64

1201,47

1,64

2. Оценка погрешностей.

missing image file – оценка погрешности приборов

Погрешности в измерениях :

missing image file; missing image file;

missing image file; missing image file

missing image file

Вода: missing image file

Ацетон: missing image file ; ε=7,7%

Гексан: missing image file; ε=1,2%

Несмотря на значительную погрешность приборов (9,1-9,5%) экспериментальные данные близки к справочным. Т.о., можно сделать вывод, что предложенная установка пригодна для использования при обучении химии.


Библиографическая ссылка

Курлаева А.А., Веколова В.В. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОЕМКОСТИ ЖИДКОСТЕЙ // Международный студенческий научный вестник. – 2015. – № 3-4. ;
URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=14220 (дата обращения: 07.12.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074