Лабораторная работа №1. Измерение температуры среды

с помощью датчика температуры

Цель работы: исследовать характер изменения температуры в процессе химических реакций

Общая информация

Температура - физическая величина, характеризующая среднюю кинетическую энергию частиц макроскопической системы, находящейся в состоянии термодинамического равновесия. В равновесном состоянии температура имеет одинаковое значение для всех макроскопических частей системы.

C помощью датчика температуры цифровой лаборатории «Архимед» возможно решение экспериментальных задач на определение тепловых эффектов химических реакций. Тепловым эффектом называется суммарное количество энергии, выделенной или поглощенной системой в результате реакции, проводимой при постоянной температуре. Реакции, протекающие с выделением теплоты, называются экзотермические; с поглощением теплоты - эндотермические. Выделяющееся в результате реакции тепло передается в окружающую среду до тех пор, пока не произойдет выравнивание температур. Калориметр – это прибор для измерения количества поглощенного или выделившегося в ходе химической реакции тепла.

Удельную теплоту реакции можно рассчитать по формуле: , где с – удельная теплоемкость, ∆t – изменение температуры, q – количество поглощенного (выделившегося) тепла на 1 г вещества.

Датчик температуры

Простой и надежный датчик предназначен для измерения температуры в водных и других химических растворах с погрешностью ±1°С. Чувствительный элемент датчика имеет защитный чехол.

Принцип действия: датчик подключается кабелем непосредственно к регистратору данных. На другом конце кабеля находится чувствительный элемент. На датчик подается электрическое напряжение в 5 В, а его выходной сигнал, также в виде напряжения в диапазоне 0-5 В поступает на вход аналого-цифрового преобразователя устройства регистрации и сбора данных и хранится в его памяти, а затем может быть передан на КПК или ПК.

Теxнические xарактеристики:

• Диапазон измерений -25 - +110°С

• Разрешение 0,09° С

• Погрешность измерений ±1% от измеряемой величины

Лабораторная работа 1.

«Отработка экспериментальных навыков обращения с датчиком температуры»

Задание 1. Определение температуры кипения

«Определение температуры кипения воды в присутствии хлорида натрия»

Оборудование

• NaCl (5 г)

• Магнитная мешалка

• Датчик температуры

• Nova

• Химический стакан на 150 мл.

Монтаж экспериментальной установки

Смонтируйте оборудование в соответствии с инструкцией:

1. Закрепите датчик температуры в штативе.

2. Подключите датчик температуры к Nova.

3. Включите Nova и запустите программу MultiLab

4. В программе MultiLab установите параметры измерений при помощи кнопки Настройка

Настройка параметров измерения

• частота измерений – каждую секунду

• число замеров - 2000

Порядок проведения эксперимента:

1. В химический стакан налейте 50 мл водопроводной воды и поставьте его на нагретую (не горячую!) электроплитку.

2. В стакан с водой поместите датчик температуры, подключенный к Nova.

3. Включите электроплитку.

4. Нажмите на кнопку Пуск на панели инструментов MultiLab.

5. Фиксируйте температуру кипения воды нажатием на кнопку Стоп на панели инструментов MultiLab.

6. Сохраните данные опыта.

7. Проведите аналогичный эксперимент с водой, к которой добавлено 5 г хлорида натрия.

8. Объясните результаты эксперимента.