Физика молекулярная. Методические указания к лабораторным работам для студентов инженерных специальностей

• Название: Методические указания к лабораторным работам для студентов инженерных специальностей
• Анкор: Физика молекулярная
• Дата: 11.01.2021
• Размер: 0.62 Mb.
• Имя файла: 2_5228780399756315159 (1).docx
• Тип: Методические указания; #167132
• страница: 4 из 12

Описание метода измерений и установки

Вычисление энтропии не имеет физического смысла, и поэтому в данной работе рассчитывается изменение энтропии при плавлении олова.

Процесс плавления олова происходит при постоянной температуре - температуре плавления - и является изотермическим. Изменение энтропии в этом случае можно найти по формуле:

(4)

Для определения приращения энтропии олова при его плавлении вос­пользуемся установкой, изображенной на рис. 3. Измерение проводится следующим, образом: тигель с оловом помещают в тигельную печь (или ставят на электроплиту). Термопарой измеряют температуру олова.

Количество теплоты Q, которое надо затратить, чтобы нагреть олово от комнатной (начальной) температуры до температуры плавления определится как:

(5)

где - удельная теплоемкость и - масса олова.

Количество теплоты необходимое для плавления олова при температуре плавления равно



где - удельная теплота плавления олова.

Измерение энтропии при плавлении олова можно подсчитать по формуле (4).



Рис.3. Схема измерений с помощью термопары

Подставим в формулу (4) вместо его значения , и . Получим расчетную формулу (6) для определения изменения энтропии при плавлении олова:

(6)

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с приборами данной установки. Собрать установку по рабочей схеме (рис. 3).

2. Записать значение комнатной температуры по термометру.

3. Заготовить на миллиметровой бумаге координатные оси в масштабе: ось ординат - 10 мм соответствует 0,5 град., а ось абсцисс - 10 мм соответствует 0,5 мин.

4. Взвешиванием на технических весах определить массу олова.

5. Включить цепь печи (или электроплитки) и довести олово до жидкого состояния (нагреть не более, чем до 300 °С).

6. Выключить цепь печи (или электроплитки) и одновременно включить секундомер, отмечая показания термопары через каждые полминуты: данные нанести на график в координатах - минуты. Измерения производить до тех пор, пока температура не достигнет постоянного значения и строится кривая плавления олово . Кривая плавления олово строится на координатной сетке

7. Вновь включить цепь печи (или электроплитки) и аналогично, после того, как температура олова начинает падать, строим кривую затвердения олова График затвердения олова строится на той же координатной сетке

8. По двум полученным кривым, усредняя, определить показание термопары, , в точке пересечения двух кривых. Затем с помощью градировочного кривого – градус, найдем температуру плавления олова

9. Вычислить по формуле (6) приращение энтропии при плавлении олова, и взять из таблицы , где - комнатная температура. Значения получают из эксперимента в момент плавления олова.

10. Результаты измерения записать в табл. 2.

Таблица 2 - Величины для расчета энтропии олова

№ п/п
1
2
3
Cр

11. Вычисление погрешности и произвести по общим правилам.

12. Окончательный результат измерения записать в следующем виде:

.