Описание метода измерений и установки
В данной работе рассматривается изменение энтропии при плавлении олова. Процесс плавления олова происходит при постоянной температуре- температуре плавления и является изотермическим.
Для определения приращения энтропии олова при его плавлении воспользуемся установкой изображенной на рис. 1
Определение приращения энтропии олова при его плавлении проводится следующим образом: тигель с оловом 2 помещаем в тигельную печь (или ставят на электроплитку)1: термопарой 5, один спай которого помещен в олово,измеряют температуру олова с помощью измерителя температуры 4; второй спай термопары помещен в сосуд с водой 3.
Количество теплоты, которое надо затратить, чтобы нагреть олово от комнатной (начальной) температуры до температуры плавления можно определить из состояния
(8)
где
-
и
–
удельная теплоемкость и масса олова.
Количество
теплоты
необходимое
для плавления олова при температуре
плавления
равно
,
где
–удельная
теплота плавления олова. Приращение
энтропии при плавлении олова можно
подсчитать по формуле
(9)
Подставим
вместо
его
значение
и
получим
(10)
Порядок выполения работы
1.Ознакомиться с приборами данной установки. Собрать установку по рабочей схеме (см. Рис. 1)
2. Записать значение комнатной температуры по термометру.
3. Взвесить на технических весах и определить массу олова.
4.
Тигель с оловом ставится на электроплитку.
Когда олово расплавится, в него погружается
первый спай термопары и температура
доводится до
.
Затем электроплитка выключается.
5.
Через каждые
записывают показания измерителя
температуры. Измерения прекращают при
охлаждении олова до
.
6.
По таблице наблюдений строят графики
зависимости
охлаждения, откладывая по оси ординат
температуру
,
а по оси абсцисс-время
.
7. По полученной кривой определяют температуру плавления
олова. Температура плавления равна показанию термопары, которое соответствует горизонтальному участку кривой, параллельному оси времени.
8.Приращение энтропии при плавлении олова вычисляют по
формуле (10), где - комнатная температура: -температура плавления олова.
9. Результаты занести в таблицу.
№ |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы
1. В чем суть второго начала термодинамики?
2. Какие процессы называются обратимыми и какие- необратимыми?
3. Что такое энтропия и как она математически записывается?
4. Как находится изменение энтропии при изотермическом процессе?
5. Объясните теорию метода измерений изменения энтропии при плавлении олова.
Литература.
Савельев И.В. Курс Физики, Т.1. М. Наука, 1989.
Детлаф А.А., Яворский Б. М., Милковская А. Б. Курс физики, Т.1, М. Высшая школа, 1973.
Сивухин Д. В. Общий курс физики, Т.2, М. Наука, 1975.
Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики, Т.1, М.,1974.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ
КЫРГЫЗСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
им. И.РАЗЗАКОВА
Кафедра “Общая физика”
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА
Методическое руководство
к выполнению лабораторных работ для студентов I курсов
всех специальностей
Бишкек 2011