Comment mesurer la chaleur de fusion de la glace

Collecte de données

1. Placez un gobelet en polystyrène vide sur un équilibre et enregistrer la masse de la tasse vide en grammes. Ensuite, remplissez la tasse avec environ 100 millilitres, soit environ 3,5 onces, de l'eau distillée. Retourner la tasse remplie à l'équilibre et enregistrer le poids de la coupe et de l'eau ensemble.

2. Placez un thermomètre dans l'eau dans la tasse, attendre environ 5 minutes pour le thermomètre à venir à l'équilibre thermique avec l'eau, puis enregistrer la température de l'eau comme la température initiale.

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   Placez deux ou trois cubes de glace sur une serviette en papier pour enlever toute eau liquide sur les surfaces des cubes, puis transférer rapidement les cubes à la tasse de styromousse. Utilisez le thermomètre à remuer doucement le mélange. Observez la lecture de la température sur le thermomètre. Il devrait commencer à tomber presque immédiatement. Continuer de remuer et d'enregistrer la plus basse température indiquée sur le thermomètre avant que la température commence à monter. Enregistrez cette valeur comme «température finale."

4. Retirer le thermomètre et retourner le gobelet en polystyrène nouveau à l'équilibre et enregistrer la masse de la coupe, l'eau et la glace fondues ensemble.

Calculs

1. Déterminer la masse d'eau dans la tasse en soustrayant la masse de la tasse vide du poids de la tasse et l'eau, qui ont été recueillies à l'étape 1. Par exemple, si la tasse vide pèse 3,1 grammes et la coupe et de l'eau ainsi pesé 106,5 grammes, alors la masse de l'eau était de 106,5 à 3,1 = 103,4 g.

2. Calculer le changement de température de l'eau en soustrayant la température de l'eau initiale de la température de l'eau finale. Ainsi, si la température initiale était de 24,5 C et la température finale était de 19,2 C, puis deltaT = 19,2 - 24,5 ° C = -5,3

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   Calculer la chaleur, q, retiré de l'eau selon l'équation q = mc (deltaT), où m et deltaT représentent la masse et de changement de température de l'eau, respectivement, et c représente la capacité thermique spécifique de l'eau, ou 4,184 joules par gramme par degré Celsius, ou 4.187 J / GC. Reprenons l'exemple de les étapes 1 et 2, q = ms (DeltaT) = 103,4 g 4.184 J / g-C -5.3 C = -2,293 J. Cela représente la chaleur extraite de l'eau, d'où son signe négatif. Par les lois de la thermodynamique, cela signifie que les cubes de glace dans l'eau absorbée 2293 J de chaleur.

4. Déterminer la masse des cubes de glace en soustrayant la masse de la coupe et de l'eau de la masse de la coupe, de l'eau et des glaçons ensemble. Si la coupe, l'eau et la glace ainsi pesé 110,4 g, alors la masse des cubes de glace était de 110,4 g - 103,4 g = 7,0 g.

5. Trouvez la chaleur latente de fusion, LF, selon LF = q / m en divisant la chaleur, q, absorbée par la glace, tel que déterminé à l'étape 3, par la masse de glace, m, déterminé à l'étape 4. Dans ce cas, , Lf = q / m = 2,293 J / g = 7,0 328 J / g. Comparez votre résultat expérimental à la valeur acceptée de 333,5 J / g.