Порядок проведения работы

1. Построить таблицу 1 и занести в нее параметры уста-новки. Комнатную температуру определите по показаниям отдельного термометра. Обратить внимание на размерность величин.

Таблица 1

Данные установки
Масса металла, гр
Масса стакана (тигля), гр
Удельная теплоемкость нагретого металла
Удельная теплоемкость нагретого стакана
Тип термопары
Условия проведения опыта
Комнатная температура, град

2. Опустить в печь стакан с металлом и тумблером «К» включить нагреватель печи.

4. Довести температуру стакана с оловом до величины, превышающей на 15¸20 градусов ( ; термопару ХК нагревать до получения напряжения на милливольтметре равного , а термопару ХА – до ).

3. Выключить нагрев печи тумблером «К». Вывести стакан с расплавом из печи и зафиксировать его положение с по-мощью винта. Наблюдать процесс охлаждения олова и фик-сировать при этом показания милливольтметра через каждые 10 сек. в течении 10–15 минут. Отсчет времени осуществляется с помощью секундомера. Результаты измерений в количестве 60–90 занести в таблицу 2.

5. Используя градуировочный график термопары, переве-дите показания милливольтметра в температуру вещес-тва , результаты запишите в таблицу 2.

6. По данным таблицы 2 постройте график зависимости температуры вещества от времени при охлажде-нии металла.

7. По графику определите параметры , и вычислите производную . Методика вычисления производной по графику функции приведена в Приложении 2.

Таблица 2

Результаты измерений

…

8. Используя формулу (1.3.9), рассчитайте удельную тепло-ту плавления олова .

9. По формуле (1.3.12) рассчитайте изменение энтропии при кристаллизации олова, обращая внимание на размерность величин ( – абсолютная температура).

10. Оцените погрешность, связанную с предложенным ме-тодом определения . Она возникает из-за неточности определения интервала времени , погрешности опре-деления температуры кристаллизации и ошибки вычис-ления производной .

Погрешность вычисляется по формуле:

.

11. Результаты представьте в виде:

........

........ .

К отчету приложите график зависимости , выполнен-ный на миллиметровой бумаге.

Контрольные вопросы

1. Что такое фазовый переход I рода?

2. Что такое фазовый переход II рода?

3. Чем отличается характер плавления кристаллических и аморфных тел?

4. Какие процессы называют обратимыми?

5. Какие процессы называют необратимыми?

6. Какое состояние называют равновесным?

7. Какое состояние называют неравновесным?

8. Какое значение энтропии соответствует равновесному состоянию и почему?

9. Каков статистический смысл энтропии?

10. Каков термодинамический смысл энтропии?

11. Энтропия и энергия являются функциями состояния. Что это значит?

12. Сформулируйте I начало темодинамики.

13. Сформулируйте II начало темодинамики.

14. Какие ограничения накладывает II начало термодинами-ки на процессы, разрешённые I началом?

15. Как расчитывается изменение энтропии при изотермичес-ких процессах?

16. Как расчитывается изменение энтропии при изобарных про-цессах?

17. Как расчитывается изменение энтропии при изохорных процессах?

18. Как расчитывается изменение энтропии при адиабати-ческих процессах?

19. Как расчитывается изменение энтропии при плавлении?

20. Как рассчитывается изменение энтропии при нагрева-нии жидкости от температуры плавления до температуры па-рообразования (рассмотреть только жидкую фазу)?

21. Как расчитывается изменение энтропии при парообра-зовании?

22. При каком процессе изменение энтропии больше – при обратимом или при необратимом. Почему?

23. В чем заключается парадокс Гиббса и как его можно преодолеть?

24. Получите аналитический закон изменения температуры со временем после кристаллизации металла.

25. Какие условия, заданные в эксперименте, необходимо изменить для уменьшения погрешности определения ?

26. Почему фазовый переход I рода называется прерывным?

27. Почему фазовый переход II рода называется непрерыв-ным?

28. Запишите уравнение Клапейрона–Клаузиуса.

29. О чем говорит положительное значение в уравнении Клапейрона–Клаузиуса? Приведите примеры веществ.

30. О чем говорит отрицательное значение в уравнении Клапейрона–Клаузиуса? Приведите примеры веществ.