Завдання. 1. Залити в аспіратор воду, а посудину 1 заповнити дистильованою водою до такого рівня, щоб кінець трубки 5 знаходився від поверхні води на віддалі не більше

1. Залити в аспіратор воду, а посудину 1 заповнити дистильованою водою до такого рівня, щоб кінець трубки 5 знаходився від поверхні води на віддалі не більше 0, 5 мм.

2. Відкривши кран 6 встановити в системі атмосферний тиск. Рівні рідин в колінах манометра при цьому вирівнюються.

3. Закрити кран 6, відкрити кран аспіратора настільки, щоб зміна тиску відбувалась достатньо повільно і можна було відрахувати висоти рівнів в манометрі в момент відриву бульбашки.

4. Після встановлення певної частоти утворення бульбашок почати відлік по манометру, відмічаючи різницю рівнів в момент відриву кожної бульбашки. Провести не менше 10 відліків і знайти середнє значення різниці рівнів. Виміряти температуру термостата.

5. Розрахувати за формулою (1) коефіцієнт пропорційності – постійну приладу .

6. Аналогічно визначити поверхневий натяг для досліджуваного розчину при різних температурах. Побудувати графік залежності . Визначити для різних концентрацій даного розчину при постійній температурі і побудувати графік залежності від концентрації.

Контрольні запитання

1. Яка температура називається критичною?

2. Яка формула тиску викривленої поверхні рідини?

3. Яка методика визначення поверхневого натягу в даній роботі?

Лабораторна робота № 2.06. Визначення приросту ентропії при плавленні речовини

Вступ

Ентропія є функція стану макросистеми, що характеризує напрямок протікання самовільних процесів в ізольованій термодинамічній системі. Якщо система переходить з одного стану в інший, то зміна ентропії в результаті такого процесу не залежить від виду процесу, а визначається різницею ентропії системи в кінцевому і початковому станах. Зміна ентропії в системі при нескінченно малій зміні її стану дорівнює:

, (1)

де – ентропія, – термодинамічна температура системи, – кількість теплоти, що надається системі. При кінцевому оборотному переході системи з стану 1 в стан 2 зміна ентропії дорівнює:

. (2)

У випадку ізотермічного процесу . Наприклад, зміна ентропії при випаровуванні рідини дорівнює скритій теплоті випаровування, поділеній на температуру випаровування. Для довільного кругового оборотного процесу . Всі реальні процеси в ізольованих системах відбуваються таким чином, що ентропія системи зростає. В цьому твердженні міститься зміст другого закону термодинаміки.

Метод вимірювання

В даній роботі визначають зміну ентропії при нагріванні і охолодженні олова масою . Кількість теплоти, необхідна для нагрівання олова від початкової температури до температури плавлення визначається, як відомо, по формулі

, (2)

де – питома теплоємність олова. Кількість теплоти , затрачена на плавлення олова при постійній температурі _, дорівнює:

, (3)

де – питома теплота плавлення олова. Зміна ентропії при нагріванні олова визначається за формулою:

(4)

Після інтегрування одержимо:

(5)

Рис. 2.7

Установка (рис. 2.7) складається з тигельної печі (1), термопари (2), мілівольтметра, включеного в коло термопари і тигля з оловом (3), розміщеного в печі. Один з кінців термопари розміщено в тигель з оловом (3), другий знаходиться в посудині з маслом (4) при кімнатній температурі. Температура плавлення олова визначається за показами мілівольтметра.

Завдання

1. Визначити зважуванням масу олова, розмістити тигель з оловом у піч і встановити термопару.

2. Включити піч, нагріти і розплавити олово. Визначити температуру плавлення олова та поміряти температуру масла.

3. По формулі (5) визначити приріст ентропії. Визначити похибки.

Контрольні запитання:

1. Який фізичний зміст ентропії?

2. В чому полягає зміст другого закону термодинаміки?

3. Які термодинамічні процеси називаються оборотними?

Лабораторна робота № 2.07. Визначення питомої теплоємності металів

Метод визначення теплоємності

Рис. 2.8

Прирівнюючи швидкості охолодження двох нагрітих зразків (швидкості зниження їх температур), можна визначити теплоємність одного з них, якщо відома теплоємність другого. Кількість теплоти , яку віддає металевий зразок масою при зниженні його температури на , визначається як відомо, за формулою:

, (1)

де – питома теплоємність металу. Ця ж кількість теплоти переноситься через площадку поверхні зразка в оточуюче середовище і ії можна визначити за законом теплопровідності Фур’є

, (2)

де – коефіцієнт теплопровідності, – градієнт температури, тобто зміна температури на одиницю довжини в напрямку нормалі до поверхні зразка. Таким чином

(3)

Записавши це співвідношення для двох зразків з врахуванням того, що для однакових по розмірах і формі зразків , однакові, то

. (4)

Установка (рис. 2.8) складається з електропечі 1 з боковим отвором, в який вставляють зразки 2, виготовлені у вигляді однакових циліндрів. В кожному із зразків є канал, у який вставляють термопару, підключену до гальванометра 3, шкала якого проградуйована в градусах Цельсія.