Опыт 1. Определение водяного числа калориметра

Схема устройства калориметра приведена на рисунке 1.1.

Отмерить цилиндром и налить в стакан 500 мл 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.