kus keemilise reaktsiooni soojusefekti määramiseks mõõdetakse teadaoleva soojusmahtuvusega süsteemiosa (nt vee) soojenemist või jahtumist selle reaktsiooni toimel. Eeldusel, et ära antav ja vastu võetav soojushulk on võrdsed, saab temp. muutusest leida reaktsiooni soojusefekti: qkalorimeeter = - qreaktsioon ; qkalorimeeter = ckalorimeeter · ∆T Protokoll Mõõtetulemused ja arvutused: Vee soojenemisel mvesi t1 t2 cvesi Qvesi vajaminev energia 0,140 23 26 4200 1 767 0,180 24 26 4200 1 513 Qvesi = mvesi * cvesi * (t1- t 2) 0,170 24 26 4200 1 430 0,147 25 28 4200 1 860
Soojendamine: Q=cmto | c=erisoojus Sulatamine: Q=m | =sulamissoojus Aurutamine(keetmine): Q=Lm | L=keemissoojus Põletamine: Q=km | k=kütteväärtus cvesi=4200 J/kgCo, cjää=2100 J/kgCo, ksüsi=30 mJ/kg, jää=330 kJ/kg, Lvesi=2300 kJ/kg, jää=900 kg/m3, vesi=1000 kg/m3, kbensiin=46 mJ/kg, 1l=1 dm3, 1m3=1000 dm3, 1 kJ=1000 J, NB! = tihedus!
06.2011 Õpetaja allkiri tööle lubamise kohta Töö esitamise kuupäev 08.06.2011 Õpetaja hinnang töö sooritamise kohta Töövahendid: Metallist katsekeha, tehnilised kaalud koos vihtidega või elektroonsed kaalud, kalorimeeter, termomeeter, veekeedukann, niit katsekeha vest väljavõtmiseks, erisoojuse tabel. Töökäik: Tähistused: mkeha-keha mass ckeha- keha erisoojus tkeha- keha temperatuur enne kalorimeetrisse asetamist mvesi- kalorimeetrisse valatud vee mass cvesi- vee erisoojus mkal- kalorimeetri sisemise anuma ja segaja masside summa ckal- kalorimeetri sisemise anuma ja segaja materjalide erisoojus t0- vee, kalorimeetri ja segaja ühine temperatuur t- vee, kalorimeetri, segaja ja metallic ühine temperatuur pärast metallsilindri vettelaskmist Vigade arvutus: Lõppvastus: Studenti koefitsentide tabel Mõõtmiste arv Usaldusnivoo (%) 90 95 99 1 6,31 12,71 63,66
erisoojus. Tehke tabeli abil kindlaks, mis ainega on tegemist. Termomeeter segaja Kalorimeeter Kalorimeeter Tähistused: mkeha keha mass ckeha keha erisoojus tkeha keha temperatuur enne kalorimeetrisse asetamist mvesi kalorimeetrisse valatud vee mass cvesi vee erisoojus mkal kalorimeetri sisemise anuma ja segaja masside summa ckal kalorimeetri sisemise anuma ja segaja materjalide erisoojus t0 vee, kalorimeetri ja segaja ühine temperatuur t vee, kalorimeetri, segaja ja metalli ühine temperatuur pärast metallsilindri vettelaskmist Metall annab jahtumisel ära soojushulga, mis võrdub: Q k = c keha m keha t kvahe t kvahe = t keha - t
Katse andmed: 1) Metalli mass: m1 = 28,61g = 0,02861 kg 2) Kalorimeetri siseklaasi mass: m3 = 80,17 g = 0,08017 kg 3) Kalorimeetri siseklaasi mass koos veega: m4 = 178,035 g = 0,17805 kg 4) Vee mass kalorimeetris: m2 = m4 – m3 = 178,035g – 80,17g = 97,865g = 0.097865 kg 5) Metalli temperatuur keevas vees: 100 °C 6) Vee algtemperatuur: t1 = 21 °C 7) Vee kõrgeim temperatuur: t2 = 22 °C −1 −1 8) Vee erisoojusmahtuvus: cvesi = 4,187 ∙ 103J KG K 9) Klaasi erisoojusmahtuvus: cklaas = 0,80 ∙ 103J KG−1 K−1 Arvutused: 1) Kalorimeetis olev vesi sai soojust: q2 = m2 ∙ 4,187 ∙ 103 ∙ (t2 – t1) J q2 = 0.09786∙ 4,187 ∙ 10³ ∙ (22 - 21) = 409,73 J 2) Keeduklaas sai soojust: q3 = m3 ∙ 0,80 ∙ 10³ ∙ (t2 – t1) J q3 = 0,08017 ∙ 0,80 ∙ 10³ ∙ (22 – 21) = 64,13 J 3) Kuna antav ja saadav soojuse hulk on võrdsed, siis q1 = q2 + q3 q1 = 409,73 + 64,13= 473.866 J
Katse andmed Metalli mass m1 0,02992 kg Kalorimeetri m3 0,04568 kg siseklaasi mass Kalorimeetri m4 0,14335 kg sise-klaasi mass koos veega Vee mass m2 0,09767 kg kalorimeetris Metalli temp. 100 oC keevas vees Vee alg t1 20,2 oC temperatuur Vee kõrgeim t2 23,5 oC temperatuur Vee erisoojusmahtuvus Cvesi=4,187 × 103 J kg- 1 K-1 Klaasi erisoojusmahtuvus Cklaas=0,80 × 103 J kg- 1 K-1 Arvutused 1) Metalli poolt antav soojushulk q = m1 c (100-t2) J 668,232 = 0,02992 x C(100-23,5) C = 89,06 2) Kalorimeetris olev vesi sai soojust q2 = m2 4,187 x 103 (t2-t1) J q2 = 0,09767 x 4,187 x 103 (23,5-22) q2 = 613,416 J
Kalorimeetri siseklaasi mass m3= 44,93 g= 0,04493 kg Kalorimeetri siseklaasi mass koos veega m4= 128,88 g= 0,12888 kg Vee mass kalorimeetris m2= m4 m3= 0,12888- 0,04493= 0,08395 kg Metalli temperatuur keevas vees 100oC Vee algtemperatuur t1= 22 oC Vee kõrgeim temperatuur t2= 25 oC Vee erisoojusmahtuvus Cvesi= 4,187 103 J kg-1 K-1 Klaasi erisoojusmahtuvus Cklaas= 0,80 103 J kg-1 K-1 1) Kalorimeetris olev vesi sai soojust: q2= m2 4,187 103 (t2 t1) J q2= 0,08395 4,187 103 (25 23) J q2= 702, 9973 J 2) Keeduklaas sai soojust: q3= m3 0,80 103 (t2 t1) J q3= 0,04493 0,80 103 (25 23) J q3= 71,88 J 3) Kuna antav ja saadav soojuse hulk on võrdsed, siis: q1= q2 + q3 q1= 702,9973 + 71,88
Kalorimeetri siseklaasi mass: m3 =48,78g = 0,04878 kg Kalorimeetri siseklaasi mass koos m4 = 149,22g = 0,14922 kg veega: Vee mass kalorimeetris: m2 = m4 - m3 = 0,14922 kg 0,04878 kg = 0,10044 kg Metalli temperatuur keevas vees: 100 °C Vee algtemperatuur: t1 = 21 °C Vee kõrgeim temperatuur: t2 = 24 °C Vee erisoojusmahtuvus: cvesi = 4,187 10³ J kg-1 K -1 Klaasi erisoojusmahtuvus: c klaas = 0,80 10³ J kg-1 K -1 Arvutused 1. Kalomeetris olev vesi sai soojust q2 = m2 4,187 10 3 (t2 t1) J 1 q2 = 0,10044 kg 4,187 10 3 (24ºC - 21ºC) J q2 1261,627 J 2. Keeduklaas sai soojust
6. Tegime vajalikud arvutused et leida metalli aatommassi ja määrata metalli Katse andmed: · Tundmatu metalli mass m1=0,0302kg · Vee mass m2=0,0921kg · Siseklaasi mass m3=0,0452kg · Metalli alg temperatuur T1=100oc · Vee alg temperatuur t2=23oc · Süsteemi lõpp temperatuur t3=32oc · Vee erisoojusmahtuvus Cvesi=4,187*103(J/(kg*K)) · Klaasi erisoojusmahtuvus Cklaas=0,80*103(J/(kg*K)) Arvutused 1. Metalli poolt antav soojushulk: q1=m1c(100 t2) Q1=0,0302*C*(100-32) J 2. Vee saadav soojushulk: q2=m2c(t1 t2) 3* Q2=0,0921*4,187*10 (23-32) J 3. Keeduklaasi saadav soojushulk: q3=m3c(t1-t2) 3 Q3=0,0452*0,80*10 *(23-32) 4
on võrdsed, siis q1=q2+q3 q1= 5. Metalli temperatuur keevas vee: 100.c q1= 1227J+104,4J=1331.4J 6. Vee algtemperatuur: t1=23 .c 7. Vee kõrgeim temperatuur: t2= 26 .c 5. Leiame metalli erisoojusmahtuvise cmetall asendusete teel punkt 1 all toodud võrrandist. 8. Vee erisoojusmahtuvus: cvesi= 4,187*103J kg-1K-1 9. Klaasi erisoojusmahtuvus: 1331,4= 0,030 * c( 100-26) cklaas= 0,080*103 J Kg-1K-1 1331,4=2,22c Arvutused: c= 1331,4/2,22= 599,7 J kg-1 k.1 x*599,7 26000/599,7 1. Metalli poolt antav soojushulk:
v =1,2 = 1,2 10-2 s s soojushulga 600 J. Kui suure töö Q = c S v t t o t = 24h = 8,64 10 4 s teeb masin? t o = 80 - 25 = 55 K J Q -Q Akas3 kg Q1 cvesi = 4200 J -2 m =-4 m1 2 1,22100 kg K Q = 4200 5 10 10 % = 10 100%8,64 Akas =s 55 K 10 4 kg K Q1 s Q1 m3 100% kg
v =1,2 = 1,2 10-2 s s soojushulga 600 J. Kui suure töö Q = c S v t t o t = 24h = 8,64 10 4 s teeb masin? t o = 80 - 25 = 55 K J Q -Q Akas3 kg Q1 cvesi = 4200 J -2 m =-4 m1 2 1,22100 kg K Q = 4200 5 10 10 % = 10 100%8,64 Akas =s 55 K 10 4 kg K Q1 s Q1 m3 100% kg
annaabi.ee 
