Лабораторная работа №2

Тема: «Измерение теплоты плавления и определение изменения энтропии при кристаллизации металла»

Цель работы: Исследование зависимости температуры металла от времени при охлаждении в широком интервале температур, включающем температуру плавления. Получение температурно-временной диаграммы охлаждения и отвердевания металлов. Определение температуры и удельной теплоты плавления. Расчет изменения энтропии металла при кристаллизации.

Таблица 1

Данные установки
Масса металла, гр	55	0,5
Масса стакана (тигля), гр	51	0,5
Удельная теплоемкость нагретого металла		0,5
Удельная теплоемкость нагретого стакана		0,5
Тип термопары	ХА
Условия проведения опыта
Комнатная температура, град	20⁰	0,5

Результаты измерений

Таблица 2

0	11	266
10	10,9	264
20	10,7	260
30	10,6	256
40	10,4	252
50	10,3	250
60	10,1	244
70	10	242
80	9,8	237
90	9,7	236
100	9,6	232
110	9,4	228
120	9,3	226
130	9,2	223
140	9	218
150	8,9	216
160	8,9	216
170	8,8	213
180	8,7	211
190	8,7	211
200	8,6	208
210	8,5	206
220	8,5	206
230	8,5	206
240	8,5	206
250	8,5	206
260	8,5	206
270	8,4	204
280	8,4	204
290	8,3	202
300	8,3	202
310	8,3	202
320	8,2	200
330	8	196
340	7,9	194
350	7,9	194
360	7,8	192
370	7,8	192
380	7,8	192
390	7,7	189
400	7,7	189
410	7,7	189
420	7,7	189
430	7,7	189
440	7,6	186
450	7,6	186
460	7,6	186
470	7,6	186
480	7,6	186
490	7,5	184
500	7,5	184
510	7,5	184
520	7,5	184
530	7,5	184
540	7,5	184
550	7,4	182
560	7,4	182
570	7,4	182
580	7,4	182
590	7,3	179
600	7,3	179
610	7,3	179
620	7,3	179
630	7,2	177
640	7,2	177
650	7,2	177
660	7,2	177
670	7,2	177
680	7,2	177
690	7,1	174
700	7,1	174
710	7	172
720	7	172
730	6,9	170
740	6,8	168
750	6,7	165
760	6,6	163
770	6,5	160
780	6,4	158
790	6,4	158
800	6,3	155
810	6,2	153
820	6,1	151
830	6	148
840	5,9	146
850	5,8	144
860	5,8	144
870	5,7	142
880	5,7	142
890	5,6	138
900	5,6	138

• График зависимости температуры вещества от времени при охлаждении металла:

• По графику определим параметры , :

=206 ⁰С , =50 сек

Вычислим производную :

• Используя формулу , рассчитаем удельную теплоту плавления олова :

так как вещество отдаёт тепло).

• По формуле рассчитаем изменение энтропии при кристаллизации олова, обращая внимание на размерность величин

( – абсолютная температура).

• График функции строится по методу наименьших квадратов:

Прямая примет вид

Погрешности:

1. 

2. 

3. 

При

20, 7

=

3, 32=1,49

Вывод:

Итак, была исследована зависимость температуры металла от времени при охлаждении. Была получена температурно-временная диаграмма охлаждения и отвердевания металла.

Были определены температура кристаллизации металла =206 ⁰С=479К и время кристаллизации =50 сек

Была определена удельная теплота плавления металла:

Был произведен расчет изменения энтропии металла при кристаллизации:

Таким образом, при кристаллизации энтропия уменьшается.