Контрольные вопросы
Какие физические величины характеризуют процесс плавления? В каких единицах они измеряются?
При каких условиях формула (2) будет правильной?
Можно ли использовать формулу (2) для определения удельной теплоты плавления, если не плавить лед, а охлаждать воду в процессе кристаллизации?
Почему для плавления необходимо подводить теплоту, а при обратном процессе кристаллизации она выделяется, а не наоборот? Объясните это, используя представления о молекулярном строении вещества.
Попытайтесь объяснить, почему в процессе плавления (кристаллизации) температура остается постоянной?
Какое состояние вещества (кристаллическое, жидкое, или газообразное) является наиболее упорядоченным, а какое наименее упорядоченным?
Можете ли Вы заметить закономерную связь между ответами на вопросы 4 и 6?
Лабораторная работа № 4
Кипение воды
Цель работы: на основе понятия удельной теплоты парообразования изучить фазовый переход вещества из жидкого в газообразное состояние.
Теория
Фазовые переходы сопровождаются
процессом поглощения или выделения
тепла. Физическая величина, которая
характеризует этот теплообмен, называется
теплотой фазового перехода. В
частности, процесс парообразования
характеризуется удельной теплотой
парообразования
:
, (1)
где 
- количество теплоты, необходимое для
превращения массы m
вещества из жидкого в газообразное
состояние при температуре кипения.
Такое же количество теплоты выделяется
в процессе конденсации. Температура,
при которой происходит кипение, называется
температурой кипения
.
Удельная теплота парообразования измеряется в .
Предположим, что вода нагревается, находясь в стакане, расположенном на нагревателе. Необходимое количество теплоты для того, чтобы испарить данную массу m воды, определяется мощностью нагревателя W и временем кипения t:
,
откуда
. (2)
Эту зависимость можно использовать для экспериментального определения удельной теплоты парообразования.
Порядок выполнения работы
Очистите рабочий стол, нажав кнопку меню "Новый проект".
Соберите на столе следующую экспериментальную установку: сначала поместите на стол нагреватель (он лежит во втором слева ящике). Нагреватель надо поставить так, чтобы он подключился к розетке. Затем на него поставьте контейнер c водой (он в крайнем правом ящике). Можно взять готовую установку из файла Lab4.
Щелкнув правой кнопкой мыши на нагревателе, откройте его окно параметров. Установите мощность нагревателя (около 10 кВт). Запишите это значение в лабораторный журнал. Закройте окно нагревателя. Щелкнув правой кнопкой мыши на изображении контейнера, откройте его окно параметров. Установите температуру воды ниже 100 . Выберите какую-нибудь массу воды. Нажмите на панели параметров кнопки "Принять параметры" и "Показать график". Запишите все выбранные параметры в свой лабораторный журнал.
Включите проектор для вывода графика на экран.
Нажмите кнопку "Пуск" и наблюдайте на графике изменение температуры воды со временем. Одновременно в окне параметров вещества Вы сможете видеть изменение температуры, а в процессе кипения - какая масса воды выкипела.
Дождитесь окончания кипения. Нажмите кнопку "Стоп".
Измерьте по графику время процесса кипения и запишите его в свой лабораторный журнал.
Повторите опыт по схеме пунктов 3 - 7, изменяя параметры нагревателя и воды.
Рассчитайте удельную теплоту парообразования воды по формуле (2), используя свои экспериментальные результаты. Найдите среднее значение удельной теплоты парообразования и рассчитайте погрешность по известным формулам.
Сравните Ваш результат с табличным значением для воды.
Сформулируйте свои выводы о проделанной работе.