2.7.3 Обработка и представление результатов измерений

Для обработки результатов работы следует открыть файл данных из электронной таблицы LibreOffice.Calc. В зависимости от модели процессора, операционной системы и настроек программы LibreOffice при этом может потребоваться указать кодировку UTF-8 или UTF-16 и стандарт столбцов «Английский-США». Полученные три столбца данных последовательно содержат следующую информацию: первый – температура эталонного образца в шкале Цельсия, второй – разность температур исследуемого образца и эталона, третий – время с начала эксперимента в минутах. Общее количество строк около 2000.

В первую очередь следует вычислить температуру исследуемого образца, складывая первый и второй столбцы, и построить график зависимости разности температур исследуемого и эталонного образца от температуры исследуемого образца. На нем должны уверенно выявляться два минимума, соответствующие протеканию процессов 1 и 2. Оценив области нахождения этих минимумов, следует найти их точные значения, используя функцию MIN().

Далее термодинамическими расчетами следует оценить значения ΔG₁⁰(T₁) и ΔG₂⁰(T₂) и, соответственно, вклад избыточных поверхностных свойств в характеристики 1-й и 2-й реакций.

Используя результаты взвешивания оцените степень диссоциации доломита по второй реакции, считая, что по первой реакции она равна единице. Вес образца после эксперимента (me), очевидно, меньше веса исходного образца (mi). Это связано с тем, что из образца выделился углекислый газ в количестве Δn_CO2 = (m_i – m_e) / M_CO2 молей. Изначально в образце в каждой из солей угольной кислоты было по n_{CO2 =} m_i / (M_CaCO3 + M_MgCO3) молей углекислого газа. Здесь M_CO2. M_CaCO3 и M_MgCO3 – молярные массы соответствующих реагентов. Если кальцит продиссоциировал полностью, то степень диссоциации карбоната магния (α_Mg), очевидно, будет равна:

(21.6)

По результатам программной оценки тепловых эффектов в джоулях на грамм теперь следует вычислить с использованием известных значений количества молей и степени диссоциации тепловой эффект реакций в джоулях на моль вещества. Эту величину имеет смысл сравнить с вычисленными по термодинамическим данным значениями тепловых эффектов.

Порядок обработки результатов

6. Извлечь результаты измерений из файла данных в электронные таблицы.

7. Вычислить температуру исследуемого образца.

8. Построить на отдельном листе график зависимости разности температур исследуемого образца и эталона от температуры исследуемого образца.

9. Выполнить дифференцирование значений температуры по времени со сглаживанием по 5-и точкам.

10. Построить на отдельном листе график зависимости производной температуры по времени от температуры, определить характеристики площадки.

Зачетные результаты:

3. В книге электронных таблиц, представленной на проверку, на первой странице с названием «Результаты» должна быть представлена следующая информация:

   1. В ячейке «А1» – значение температурной остановки (среднее для наклонной площадки), в ячейке «В1» – единицы измерения;

   2. В ячейке «А2» – масса образца до опыта, в ячейке «В2» – единицы измерения;

   3. В ячейке «А3» – масса образца после опыта, в ячейке «В3» – единицы измерения;

   4. В ячейке «А4» – степень диссоциации исследованного образца;

   5. В ячейке «А5» – скорость процесса диссоциации, в ячейке «В3» – единицы измерения;

   6. Начиная с ячейки «А7» должны быть четко сформулированы выводы по работе.

В ячейках А1–А5 должны быть ссылки на ячейки на других листах книги электронных таблиц, на которых выполнены вычисления по известным формулам с получением представленного результата, а не сами числовые значения!

4. Правильно оформленный график зависимости разности температур исследуемого образца и эталона от температуры исследуемого образца на отдельном листе электронных таблиц со всеми необходимыми подписями и обозначениями.