Инфоурок / Физика / Конспекты / ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ТЕПЛОТЫ ПЛАВЛЕНИЯ МЕТАЛЛА
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Педагогическая деятельность в соответствии с новым ФГОС требует от учителя наличия системы специальных знаний в области анатомии, физиологии, специальной психологии, дефектологии и социальной работы.

Только сейчас Вы можете пройти дистанционное обучение прямо на сайте "Инфоурок" со скидкой 40% по курсу повышения квалификации "Организация работы с обучающимися с ограниченными возможностями здоровья (ОВЗ) в соответствии с ФГОС" (72 часа). По окончании курса Вы получите печатное удостоверение о повышении квалификации установленного образца (доставка удостоверения бесплатна).

Автор курса: Логинова Наталья Геннадьевна, кандидат педагогических наук, учитель высшей категории. Начало обучения новой группы: 27 сентября.

Подать заявку на этот курс    Смотреть список всех 224 курсов со скидкой 40%

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ТЕПЛОТЫ ПЛАВЛЕНИЯ МЕТАЛЛА

библиотека
материалов

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ТЕПЛОТЫ

ПЛАВЛЕНИЯ МЕТАЛЛА

Цель работы: определение удельной теплоты плавления металла (олово).

Принадлежности: электроплитка, тигль, образец из олова, термометр с высокотемпературной шкалой, секундомер, весы.

Теоретическая часть

Металл, нагретый до определенной температуры, начинает плавиться и переходит из твердой фазы в жидкую. При плавлении все тепло, подводимое к металлу, идет на разрушение кристаллической решетки. Поэтому, температура металла при плавлении остается постоянной. Она носит название температуры плавления (кристаллизации) металла. Например, для олова эта температура равна 232 0С. Когда весь металл расплавится, его дальнейшее нагревание приводит лишь к росту температуры жидкого металла. При охлаждении расплавленного металла процесс происходит в обратном порядке (рисунок 1).

hello_html_m4ca48151.png

Рисунок 1

В момент времени t1 при температуре T1 металл находится в жидком состояний (точка А). На участке АВ происходит остывание расплавленного металла. В момент времени t2 при температуре T2 металл начинает кристаллизоваться (точка В). Кристаллизация заканчивается в момент времени t3 при той же температуре T2 (точка С). Температура T2 - температура плавления (кристаллизации) металла. Участок СD соответствует охлаждению твердого металла до температуры T3, которая достигается в момент времени t4.

Плавление металла осуществляется в железном тигле. Пусть c1 - теплоемкость жидкого металла, m1 - масса металла, c2 и m2 - теплоемкость и масса тигля.

Количество теплоты Q1, отдаваемое в среднем за единицу времени жидким металлом вместе с тиглем при остывании от температуры T1 до температуры T2, равно

hello_html_m3d3d89a2.gif. (1)

Количество теплоты Q2, выделившееся при кристаллизации в среднем за единицу времени, составляет величину

hello_html_1afdf113.gif, (2)

где q - удельная теплота плавления металла.

При дальнейшем остывании твердого металла от температуры T2 до температуры T3 в среднем за единицу времени будет отдано количество теплоты:

hello_html_58fa5e90.gif, (3)

где c1 - удельная теплоемкость твердого металла.

Величину Q2 можно приближенно представить как среднее арифметическое между Q1 и Q3:

hello_html_m5337b312.gif. (4)

Подставляя значения Q1, Q2, Q3 в формулу (4) и производя простейшие преобразования, получаем:

hello_html_m645dccbd.gif. (5)

Если промежутки времени остывания жидкого металла (t2 t1), кристаллизации (t3t2) и остывания твердого металла (t4t3) выбрать равными, то формула (6) примет вид:

hello_html_m554f8738.gif. (6)

Описание экспериментальной установки

Установка состоит (рисунок 2) из электроплитки, на которую помещается железный тигль Тг с металлом (олово). Температура металла изменяется термометром Т, закрепленным на штативе.

hello_html_m346b746e.png

Рисунок 2

Выполнение работы

1. Взвешивают образец из олова и железный тигль.

2. Устанавливают тигль с металлом на электроплитку и опускают конец термометра в тигль, обеспечивая плотное соприкосновение термометра с металлом.

3. Включают электроплитку и нагревают металл.

4. Когда термометр покажет 235 0С, выключают электроплитку и следят за повышением температуры до тех пор, пока его показания не перестанут изменяться.

5. Потом записывают показания термометра, которые снимаются через каждые 10 с до температуры 100 0С и строят график зависимости Т = f(t)

6. Отмечают на графике точки В и С, соответствующие началу (моменту времени t2) и концу (моменту времени t3) процесса кристаллизации. На промежутке времени между состояниями В и С показания термометра почти не изменяются. Эти показания и берут за температуру плавления металла T2.

7. На графике влево и вправо от точек В и С откладывают отрезки, равные (t3t2) и построением находят точки А и D, равноудаленные, соответственно, от точек В и С. Определяют соответствующие этим состояниям температуры – T1, T3.

9. Вычисляют по формуле (6) величину q.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение температуры плавления (кристаллизации) металла.

2. Выведите формулу (6).

3. На что тратится тепло, сообщаемое металлу при плавлении?

4. Как изменится период времени (t3t2) с уменьшением температуры среды, окружающей тигль с металлом?



Самые низкие цены на курсы переподготовки

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 50% скидки при обучении на курсах профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок", но в дипломе форма обучения не указывается.

Начало обучения ближайшей группы: 27 сентября. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (10% в начале обучения и 90% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru

Краткое описание документа:

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ТЕПЛОТЫ

ПЛАВЛЕНИЯ МЕТАЛЛА

Цель работы: определение удельной теплоты плавления металла (олово).

Принадлежности: электроплитка, тигль, образец из олова, термометр с высокотемпературной шкалой, секундомер, весы.

Теоретическая часть

Металл, нагретый до определенной температуры, начинает плавиться и переходит из твердой фазы в жидкую. При плавлении все тепло, подводимое к металлу, идет на разрушение кристаллической решетки. Поэтому, температура металла при плавлении остается постоянной. Она носит название температуры плавления (кристаллизации) металла. Например, для олова эта температура равна 232 0С.  Когда весь металл расплавится, его дальнейшее нагревание приводит лишь к росту температуры жидкого металла. При охлаждении расплавленного металла процесс происходит в обратном порядке (рисунок 1).

Рисунок 1

В момент времени t1 при температуре T1 металл находится в жидком состояний (точка А). На участке АВ происходит остывание расплавленного металла. В момент времени t2 при температуре T2 металл начинает кристаллизоваться (точка В). Кристаллизация заканчивается в момент времени t3 при той же температуре T2 (точка С). Температура T2 - температура плавления (кристаллизации) металла. Участок СD соответствует охлаждению твердого металла до температурыT3, которая достигается в момент времени t4.

Плавление металла осуществляется в железном тигле. Пусть c1- теплоемкость жидкого металла, m1 - масса металла, c2 и m2- теплоемкость и масса тигля.

Количество теплоты Q1, отдаваемое в среднем за единицу времени жидким металлом вместе с тиглем при остывании от температуры T1 до температуры T2,равно

.                                    (1)

Количество теплоты Q2, выделившееся при кристаллизации в среднем за единицу времени, составляет величину

,                                                                      (2)

где q - удельная теплота плавления металла.

При дальнейшем остывании твердого металла от температуры T2 до температуры T3 в среднем за единицу времени будет отдано количество теплоты:

,                                                 (3)

где c1 - удельная теплоемкость твердого металла.

ВеличинуQ2можно приближенно представить как среднее арифметическое между Q1и Q3:

.                                                                   (4)

Подставляя значения Q1, Q2, Q3 в формулу (4)  и производя простейшие преобразования, получаем:

.   (5)

Если промежутки времени остывания жидкого металла (t2 t1), кристаллизации (t3t2) и остывания твердого металла (t4t3) выбрать равными, то формула (6) примет вид:

.     (6)

Описание экспериментальной установки

Установка состоит (рисунок 2) из электроплитки, на которую помещается железный тигль Тг с металлом (олово). Температура металла изменяется термометром Т, закрепленным на штативе.

Рисунок 2

Выполнение работы

1. Взвешивают образец из олова и железный тигль.

2. Устанавливают тигль с металлом на электроплитку и опускают конец термометра в тигль, обеспечивая плотное соприкосновение термометра с металлом.

3. Включают электроплитку и нагревают металл.

4. Когда термометр покажет 235 0С, выключают электроплитку и следят за повышением температуры до тех пор, пока его показания  не перестанут изменяться.

5. Потом записывают показания термометра, которые снимаются через каждые 10 с до температуры 100 0С и строят график зависимости Т = f(t)

6. Отмечают на графике точки В и С, соответствующие началу (моменту времени t2) и концу (моменту времениt3) процесса кристаллизации. На промежутке времени между состояниями В и С показания термометра почти не изменяются. Эти показания и берут за температуру плавления металлаT2.

7. На графике влево и вправо от точек В и С откладывают отрезки, равные (t3t2) и построением находят точки А и D, равноудаленные, соответственно, от точек В и С. Определяют соответствующие этим состояниям температуры – T1,T3.

9. Вычисляют по формуле (6) величину q.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение температуры плавления (кристаллизации) металла.

2. Выведите формулу (6).

3. На что тратится тепло, сообщаемое металлу при плавлении?

 

4. Как изменится период времени (t3t2) с уменьшением температуры среды, окружающей тигль с металлом? 

Общая информация

Номер материала: 493239

Похожие материалы

2017 год объявлен годом экологии и особо охраняемых природных территорий в Российской Федерации. Министерство образования и науки рекомендует в 2017/2018 учебном году включать в программы воспитания и социализации образовательные события, приуроченные к году экологии.

Учителям 1-11 классов и воспитателям дошкольных ОУ вместе с ребятами рекомендуем принять участие в международном конкурсе «Законы экологии», приуроченном к году экологии. Участники конкурса проверят свои знания правил поведения на природе, узнают интересные факты о животных и растениях, занесённых в Красную книгу России. Все ученики будут награждены красочными наградными материалами, а учителя получат бесплатные свидетельства о подготовке участников и призёров международного конкурса.

Конкурс "Законы экологии"