Лабораторна робота в симуляції "Хімічне моделювання" "Вивчення теплового балансу при змішуванні води різних температур" (8 клас).

Лабораторна робота 

Вивчення теплового балансу при змішуванні води різних температур.

Мета: визначити кількість теплоти, віддану гарячою водою, і кількість теплоти, одержану холодною водою, у результаті змішування води різної температури; порівняти результати.

Обладнання: інтерактивна симуляція «Хімічне моделювання: калориметрія».

Теоретичні відомості

Для багатьох дослідів із вивчення теплових явищ застосовують калориметр – пристрій, що складається з двох посудин, які розміщені одна в одній і розділені повітряним прошарком (див. рисунок). Завдяки невеликій відстані між внутрішньою і зовнішньою посудинами, що зумовлює відсутність конвекційних потоків, а також унаслідок слабкої теплопровідності повітря теплообмін із довкіллям у калориметрі є незначним.

Хід роботи

Підготовка до експерименту

1. Перед тим як виконувати роботу, дайте відповіді на такі запитання:

1) За якою формулою визначають кількість теплоти, одержану тілом в ході нагрівання або виділену ним під час охолодження?

2) Які фізичні величини слід виміряти, щоб визначити зазначену кількість теплоти?

3) Чому дорівнює питома теплоємність води?

2. Підготуйте обладнання.

1) Перейдіть за посиланням в симуляцію

https://media.pearsoncmg.com/bc/bc_0media_chem/chem_sim/calorimetry/Calor.php

2) Виберіть вкладку «Експеримент» і натисніть клавішу «Запустити».

Перше віконце меню на вкладці «РІДИНИ» задає параметри холодної води, друге віконце на вкладці «РІДИНИ» встановлює параметри гарячої води, третє віконце «ЗАПУСТИТИ ЕКСПЕРИМЕНТ» запускає процес змішування води і скидає (анулює) результати досліду.

Експеримент

Результати вимірювань відразу заносьте до таблиці.

1. Перейдіть до першого віконця меню і виберіть рідину – воду (натиснувши трикутник). Встановіть довільну масу холодної води, перетягнувши «краплину» лінійки вправо. Встановіть довільну  початкову температуру холодної води, перетягнувши «краплину» лінійки вправо. Натисніть клавішу «Далі».

2. У другому віконці для гарячої води оберіть рідину – воду, встановіть довільні значення маси і температури гарячої води. Натисніть клавішу «Далі».

3. У вікні «ЗАПУСТИТИ ЕКСПЕРИМЕНТ» натисніть клавішу «Початок». Дочекайтесь встановлення температури в калориметрі. Натисніть клавішу «Скинути».

4. Повторіть дії п.1-3 ще двічі, встановлюючи різні значення маси та температури холодної і гарячої води.

Опрацювання результатів експерименту

Для кожного досліду визначте кількість теплоти Q₁ та Q₂.

Аналіз результатів експерименту

Проаналізуйте експеримент і його результати. Сформулюйте висновок, у якому: а) порівняйте кількість теплоти, віддану гарячою водою, і кількість теплоти, одержану холодною водою; б) зазначте причину можливої розбіжності.

ТВОРЧЕ ЗАВДАННЯ

1. У три однакові посудини налили однакові маси води, спирту, гасу та підігріли на однакових пальниках. Через кілька хвилин виміряли температуру і встановили, що вона різна. За даними малюнка, вкажіть, в якій посудині знаходиться вода, спирт, гас?

2. На малюнку зображено залежність температури води масою 200 г від часу. Яку кількість теплоти віддала вода за 2,5 хв?