Порядок выполнения работы

1. Определить массу внутреннего сосуда калориметра путем взвешивания.

2. Во внутренний сосуд калориметра налить 100- 150 см³ воды, измерить массу калориметра с водой и определить массу воды.

3. Измерить начальную температуру воды.

4. Взять небольшой кусочек льда, обсушить его фильтровальной бумагой и опустить в воду. Осторожно помешивая воду термометром, следить за изменением ее температуры. Когда весь лед расплавится, отметить самую низкую установившуюся температуру.

5. Вновь взвесить внутренний сосуд калориметра с водой и определить массу льда.

6. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу.

7. Используя данные опыта, составить уравнение теплового баланса и определить удельную теплоту плавления льда.

8. Сравнить полученный результат с табличным значением удельной теплоты плавления льда и вычислить относительную погрешность.

Относительная погрешность вычисляется по формуле:

Контрольные вопросы

1. Как изменяются потенциальная и кинетическая энергия молекул при нагревании твердого тела до точки плавления и при плавлении?

2. Что произойдет с чугунной болванкой, помещенной в расплавленный чугун?

3. В воду, находящуюся в термосе при 0°С, опустили кусочек льда, температура которого 0°С. Будет ли лед плавится?

4. Может ли лед плавится при температуре ниже 0°С?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Тема: «Наблюдение образования кристаллов»

Цель: наблюдать процесс перехода тела из жидкого состояния в кристаллическое.

Приборы и материалы: пакетик с натриевой солью, пробирка, сосуд с горячей водой один на весь класс.

Для проведения работы необходимо приготовить сосуд с горячей водой. Работу начинают с того, что натриевую соль (вещество розового цвета) пересыпают из пакетика в пробирку. Причем несколько кристалликов оставляют в пакетике. Затем пробирки со всех рабочих мест собирают и помещают в горячую воду для того, чтобы вещество расплавилось. При температуре горячей воды около 70ºС плавление длится 3 – 5 минут.

Пробирки с расплавленным веществом передают учащимся. Спустя 2 – 3 минуты в расплав помещают 3 – 4 кристаллика играющих роль затравок. После того как жидкость охладится до температуры кристаллизации наблюдают за ростом кристаллов вокруг затравок. Здесь необходимо обратить внимание учащихся на то, что кристаллы образуются не только на затравках. Центрами кристаллизации являются так же примеси и неоднородные поверхности пробирок. Завершив наблюдение, соль снова плавят, охлажденный расплав переливают в пакетик для хранения.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

ТЕМА: Измерение температуры кристаллизации вещества.

ОБОРУДОВАНИЕ: пробирка с зеленым веществом, лабораторный термометр, стакан с горячей водой, часы.

Содержание и метод выполнения работы

В кристаллическом веществе атомы и молекулы образуют упорядоченную упаковку и совершают малые колебания около своих положений равновесия. По мере нагревания тела скорость колеблющихся частиц возрастает вместе с размахом колебаний. Увеличение скорости движения частиц с увеличением температуры составляет один из основных законов природы, который относится к веществу в любом состоянии – твердом, жидком и газообразном.

При определенной температуре колебания становятся столь энергичными, что упорядоченное расположение частиц становится невозможным – кристалл плавится. С началом плавления подводимое тепло идет уже не на увеличение скорости частиц, а на разрушение кристаллической решетки. Поэтому подъем температуры приостанавливается. Последующее нагревание – это увеличение скорости частиц жидкости.

В случае кристаллизации из расплава вышеописанные явления наблюдаются в обратном порядке по мере охлаждения жидкости ее частицы замедляют свое хаотическое движение, с понижением температуры до определенного значения, частицы движутся уже столь медленно, что некоторые из них под действием сил притяжения начинают пристраиваться одна к другой, образуя кристаллические зародыши. Пока все вещество не закристаллизуется, температура останется постоянной. Эта температура, как правило, та же, что и температура плавления.

После того, как все вещество перейдет в твердое состояние, температура опять начинает понижаться, что соответствует процессу охлаждения твердого тела.

Таким образом, температуру кристаллизации вещества можно определить, построив график зависимости температуры от времени. Из изложенного выше следует, что этот график будет иметь характерный участок в виде отрезка параллельного оси времени. Температура, соответствующая этому участку, и будет температурой кристаллизации данного вещества.