Лабораторна робота в симуляції "Хімічне моделювання" "Визначення питомої теплоємності речовини" (8 клас).

Лабораторна робота 

Визначення питомої теплоємності речовини

Мета: визначити питому теплоємність речовини у твердому стані.

Обладнання: інтерактивна симуляція «Хімічне моделювання: калориметрія».

Теоретичні відомості

Для визначення питомої теплоємності речовини в твердому стані можна скористатися таким методом. Тіло нагрівають, а потім опускають у калориметр з холодною водою. Відбувається теплообмін, у якому беруть участь чотири тіла: тверде тіло віддає енергію, одержують енергію вода, калориметр, термометр. Оскільки термометр і калориметр порівняно з водою одержують незначну кількість теплоти, можемо вважати, що кількість теплоти, відданої твердим тілом, дорівнює кількості теплоти, одержаної холодною водою: .

Отже,    

                       ,

Де   ,    -  питомі теплоємності речовини, з якої складається тіло, та води;

,     -  маси тіла й води; ,    - температури тіла й води на початку досліду;

t - температура тіла й води після встановлення теплової рівноваги

Хід роботи

Підготовка до експерименту

1. Перед тим як розпочати вимірювання:

1) уважно прочитайте теоретичні відомості, подані вище;

2) згадайте, що характеризує питома теплоємність речовини, одиниці вимірювання питомої теплоємності речовини;

3) згадайте, 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». В першому вікні меню оберіть вкладку «ТВЕРДІ РЕЧОВИНИ».

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

Експеримент

Результати вимірювань відразу заносьте до таблиці.

1. Перейдіть до першого вікна меню і виберіть тверду речовину – «Невідомий метал І» (натиснувши трикутник). Встановіть довільну масу тіла (невідомого металу), перетягнувши «краплину» лінійки вправо. Встановіть довільну  початкову температуру тіла, перетягнувши «краплину» лінійки вправо (більше 20 ℃). Натисніть клавішу «Далі».

2. У другому вікні для холодної води оберіть рідину – воду, встановіть довільне значення маси. Початкова температура холодної води у всіх експериментах буде 20 ℃. Натисніть клавішу «Далі».

3. У вікні «ЗАПУСТИТИ ЕКСПЕРИМЕНТ» натисніть клавішу «Початок». Дочекайтесь встановлення температури в калориметрі і запишіть кінцеву температуру води і тіла. Натисніть клавішу «Скинути».

4. Повторіть дії п.1-3 для «Невідомого металу ІІ», встановлюючи довільні значення маси та температури тіла (більше20 ℃)  і довільне значення маси холодної води.

Опрацювання результатів експерименту

Закінчіть заповнення таблиці, 1) обчисливши для кожного досліду питому теплоємність металу, з якого виготовлене тіло:

2) скориставшись таблицею питомих теплоємностей речовин, дізнайтесь, з якої речовини виготовлене тіло.

Аналіз результатів експерименту

Проаналізуйте експеримент і його результати. Сформулюйте висновок, у якому зазначте: а) яку величину ви визначали; б) які результати ви отримали; в) які чинники вплинули на точність отриманих результатів.

ТВОРЧЕ ЗАВДАННЯ

Запропонуйте спосіб визначення питомої теплоємності рідини. Запишіть план експерименту.

Завдання «із зірочкою»

Оцініть відносну похибку кожного експерименту, скориставшись формулою:

с_вим – отримане під час експерименту значення питомої теплоємності речовини, з якої виготовлено тіло;

с_табл – табличне значення питомої теплоємності речовини.