Порядок виконання роботи

1. При відкритому крані к₁ склянки А перевіряємо рівень води у вимірювальній трубці манометра.

2. Закриваємо кран, який з’єднує склянку А з атмосферою, відкриваємо краник к₂, який з’єднаний з насосом.

3. Нагнітаємо повітря в склянку А доти, доки вода у вимірювальній трубці манометра досягне різниці 30-40 см. Потім закриваємо малий краник к₂.

4. Протягом приблизно 4 хв чекаємо, поки повітря у склянці А сягне температури навколишнього середовища (тобто повністю перестане мінятися за висотою рівня води у вимірювальній трубці манометра).

5. За шкалою відраховуємо висоту h₁ водяного стовпа у вимірювальній трубці манометра.

6. Плавно переводимо ручку крана к₁, що з’єднує склянку А з атмосферою, від одного крайнього положення до другого.

7. Витримуємо 5 хв, поки температура повітря у склянці А дорівнюватиме температурі навколишнього середовища (тобто поки вода перестане підніматися у трубці манометра).

8. Відраховуємо різницю рівнів води h₂ у вимірювальній трубці манометра.

9. Обчислюємо величину γ за формулою.

Вимірювання робимо не менше, як 5 разів. Результати записуємо у таблицю:

і	h1і	h2і	γі	Δγ = γср - γі	δ=Δγср/γср∙100%
1 2 3 4 5
Середнє значення

Контрольні запитання

1. Що називається питомою теплоємністю і в яких одиницях вона вимірюється?

2. Що називається молярною теплоємністю?

3. Від чого залежить теплоємність газів?

4. Чому теплоємність С_р більша за теплоємність C_v?

5. Який фізичний зміст універсальної газової сталої?

6. Якими параметрами характеризується стан газу?

7. Що називається ізопроцесом і які процеси ви знаєте?

8. Який процес називається адіабатичним?

9. Сформулюйте перше начало термодинаміки, запишіть його вираз і поясніть величини.

Лабораторна робота № ____ визначення питомої теплоти пароутворення

МЕТА РОБОТИ: Ознайомитись з явищем фазового переходу з рідинного стану в газоподібній і навпаки, з одним із методів визначення питомої теплоти пароутворення.

Основні теоретичні відомості

Перехід речовини з рідинного стану в газоподібний стан називається пароутворенням, а зворотній процес - конденсацією. Пароутворення відбувається з поглинанням теплоти, при конденсації теплота виділяється.

Кількість теплоти, яка необхідна для перетворення рідини в пару при постійній температурі називається теплотою пароутворення.

Q_п = rm

Величина r характеризує залежність теплоти пароутворення від роду рідини і зовнішніх умов називається питома теплота пароутворення.

(Дж/кг)

Питому теплоту пароутворення води можна визначити за допомогою калориметра. Для цього в калориметр з водою випускають деяку кількість пари. В процесі теплообміну вода і калориметр отримують енергію Q_отр, при цьому температура води і калориметра підвищується від t₁ до θ.

Q_отр = с_вm_в (θ – t₁) + с_кm_к (θ – t₁)

Водяна пара і утворена з неї вода (конденсат) віддають енергію Q_від. В цьому випадку вода, утворена з пари, охолоджується від t_к до θ.

Q_від = rm_п + с_вm_п (t_к-θ)

На підставі рівняння теплового балансу Q_отр = Q_від, визначають питому теплоту перетворення води.

rm_п + с_вm_п (t_к-θ) = с_вm_в (θ – t₁) + с_кm_к (θ – t₁)

Прилади і обладнання

1. Калориметр.

2. Пароутворювач.

3. Сухопарник.

4. Електрична плитка.

5. Ваги з важками.

6. Термометр.

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

1. Визначити зважуванням масу внутрішньої посудини калориметра.

2. Налити у внутрішню посудину калориметра 100-150 см³ води і визначити її масу.

3. Помістити внутрішню посудину калориметра у зовнішню.

4. Зібрати установку за схемою.

5. Коли пара сильною струєю почне виходити з трубки сухопарника, виміряйте початкову температуру води t в калориметрі. Обережно занурьте кінець трубки паропроводу у воду і пропускайте пару, поки температура води не підвищиться приблизно на 10°С.

6. Вийміть трубку паропроводу з води, термометром перемішайте воду і поміряйте встановлену кінцеву температуру.

7. Визначте масу пари шляхом повторного зважування калориметра з водою.

8. Використовуючи дані досліду, складіть рівняння теплового балансу і визначте питому теплоту пароутворення води.

9. Порівняйте одержаний результат з табличним значенням питомої теплоти пароутворення води і визначте відносну похибку вимірювання.

10. Результати вимірювань, обчислень і табличні дані запишіть в таблицю

Маса			Початкова температура		Питома теплоємкість		Температура суміші, θ; оС	Питома теплота пароутворення		Відносна похибка δ=
Калориметра Мк, кг	Води, mв, кг	Пари, mn, кг	Води в калориметрі, t1, оС	Пари, tк, оС	Води Св, Дж/кг∙оС	Калориметра Ск, Дж/кг∙оС		r, Дж/кг	Табличне значення rт, Дж/кг