Измерение теплоты плавления и определение изменения энтропии при кристаллизации металла
.docxЛабораторная 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:
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.