Схема устройства калориметра приведена на рисунке 1.1.
Отмерить цилиндром и налить в стакан 500 м л дистиллированной воды.
Взвесить на аналитических весах около 7,45 г KCl. Поместить соль в пробирку, которую вставить в специальное гнездо.
Обычным термометром измерить температуру воды в стакане t1.
Собрать установку в соответствии с рисунком 1.1. Убедиться, что при вращении мешалки ее лопасти не будут задевать термометр Бекмана и пробирку. Включить мешалку. Осторожно вращая ручку ЛАТРа, отрегулировать скорость вращения мешалки.
Рисунок 1.1 – Схема калориметра для определения тепловых эффектов:
1 – стакан; 2 – изотермическая оболочка; 3 – крышка; 4 – пробирка с навеской соли; 5 – пробка; 6 – термометр Бекмана; 7 – мешалка; 8 – электродвигатель, подключаемый к электросети через лабораторный автотрансформатор (ЛАТР)
В течение 8 – 9 минут с интервалом в 30 секунд замерять показания термометра и записывать их в таблицу 1.1. Это предварительный период опыта.
Не выключая секундомера, быстро высыпать содержимое пробирки в воду. Пустую пробирку вернуть в гнездо. Закрыть крышку калориметра. Продолжать замерять и записывать показания термометра через каждых 30 секунд. Это главный период опыта. Он продолжается 2 минуты. Происходит растворение соли, при этом температура падает.
Продолжать снимать показания еще в течение 8 минут. Это заключительный период.
Таблица 1.1 – Результаты опыта 1
| Тип периода | Время, мин | Температура, градусы условной шкалы | Масса KCl, г |
| I - предварительный | |||
| II - главный | |||
| III - заключительный |
На миллиметровой бумаге постройте график зависимости температуры от времени. График должен иметь вид, сходный с кривой, представленной на рисунке 1.2.
Кривая АВ показывает изменение температуры системы в ходе предварительного периода, кривая ВС соответствует изменению температуры в течение главного периода, участок кривой СD показывает изменение температуры в заключительном периоде.
Для определения изменения температуры Δt при растворении KCl из середины отрезка на оси абсцисс, отвечающего главному периоду, проводят перпендикуляр. Кривые АВ и СD продолжают до пересечения с этим перпендикуляром. Отрезок fg соответствует тому изменению температуры, которое имело бы место, если бы удалось сократить до нуля продолжительность процесса растворения и, следовательно, устранить теплообмен с окружающей средой
t, усл. град.
f
В
Δt А D
С
g
τ, мин
I II III
Рисунок 1.2 – Температурная кривая растворения KCl
Рассчитать среднюю температуру опыта в 0С по формуле (1.5). В качестве t1 взять температуру воды в стакане, измеренную обычным термометром до опыта. Конечную температуру опыта t2 рассчитать как (Δt+t1). Обратить внимание на то, что в ходе опыта температура падает, то есть Δt <0.
По формуле (1.4) рассчитать удельный тепловой эффект растворения KCl.
По формуле (1.6) рассчитать водяное число калориметра. Сделать вывод.
