c = c ⋅ m ⋅ Tm Q = Qm

Temat: Topnienie i krzepnięcie.

Cele lekcji: Uporządkujesz wiadomości na temat topnienia i krzepnięcia.

Przeanalizujesz przemiany energii wewnętrznej podczas topnienia i krzepnięcia.

1. Wyznaczanie ciepła topnienia lodu

Substancje krystaliczne takie jak woda topią się i krzepną w tej samej stałej temperaturze zwanej temperatura topnienia.

Wyznacz ciepło topnienia lodu dysponując: kalorymetrem szklanym, zlewką z mieszaniną wody i lodu, ligniną, wagą laboratoryjną.

Plan czynności:

1. Nalej do menzurki wody i odczytaj jej objętość V0 = 100 cm³ 2. Zmierz temperaturę wody w menzurce T = 20 ⁰C

3. Wyjmij kostkę lodu z mieszaniny wody i lodu o temperaturze 0⁰C. Osusz ją ligniną i szybko wyznacz jej masę ml = 15 g

8. Oblicz masę zużytej wody mw = dw V = 1 (g/ cm³)· 65 (cm³) = 65 (g) 9. Oblicz ciepło topnienia lodu wykorzystując zależność

gdzie: Qt – ciepło topnienia, ml – masa stopionego lodu, Q – energia pobrana od wody przez lód.

Woda stygnąc od temperatury T do 0⁰C oddaje energię bryle lodu, która topi się w temperaturze topnienia (0⁰C).

Q = cw·m·ΔT; gdzie ΔT = T – 0⁰C = T

Wynik obarczony jest pewnym błędem bo nie uwzględniamy strat energii na ogrzanie kalorymetru i otoczenia. Ciepło topnienia wody wynosi 334000 J/kg

Def. Ciepło topnienia to ilość energii jaką trzeba dostarczyć jednostkowej masie substancji, aby ja stopic w temperaturze topnienia.

Krzepnąc substancja oddaje energię do otoczenia.

Aby 1 kg wody zamienił się w lód w temperaturze 0°C musi oddać do otoczenia 334000 J energii

Menzurka

Woda Kalorymetr Mieszadełko lód

4. Włóż kostkę lodu do kalorymetru.

5. Wlewaj małymi porcjami wodę z menzurki do kalorymetru mieszając zawartość kalorymetru, aż do chwili stopienia całego lodu.

6. Odczytaj objętość końcową wody w menzurce Vk = 35 cm³

7. Oblicz objętość wody zużytej do stopienia lodu.

V = V0 – Vk = 100 cm³ – 35 cm³ = 65 cm³

Q_t=Q m_l

c

= c

⋅ m

⋅ T m

Q_t=

4200( J

kg⁰C)⋅0 , 065( kg)⋅20⁰C

0 , 015(kg ) =364000( J kg)

Masło jest przykładem substancji bezpostaciowej. Topi się inaczej niż substancje krystaliczne. Substancje bezpostaciowe nie topią się i nie krzepną w stałej temperaturze.

Ciała bezpostaciowe nie maja określonej temperatury topnienia. Topią się w pewnym przedziale temperatur.

Większość substancji ma większą gęstość w stanie stałym niż w stanie ciekłym.

Woda ma anormalne właściwości temperaturowe. Największą gęstość ma w temperaturze 4°C. Krzepnąc zwiększa objętość. Dlatego lód ma mniejszą gęstość niż woda ciekła. To jest powodem tego, że lód pływa na powierzchni wody.

Obliczanie masy, którą można stopić dostarczając pewną ilość ciepła Q

Q_t=Q

m→m=Q

Q_t

Obliczanie ciepła jakie musimy dostarczyć, aby stopić daną masę substancji

Q_t=Q

m→Q=Q_t⋅m

Przeanalizuj przykład ze strony 257 w podręczniku.

Rozwiąż zadania 1 – 5 str. 258.