График зависимости температуры остывающей воды от времени: Как построить график зависимости температуры от времени. Исследование скорости остывания воды в сосуде при различных условиях

5. Выводы. Скорость изменения температуры воды уменьшается с течением времени.

Объясните, почему так происходит. Обсуждение объяснений учащихся.

III. Закрепление.

Олимпиадные задачи из рекомендации МИОО.

У Кати и Маши в чашках горячий кофе. Катя сразу добавила в него холодное молоко и подождала 5 минут, чтобы напиток остыл.

Маша подождала 5 минут и добавила холодное молоко.

Одинаковой ли температуры оказались напитки у девочек?

Масса и начальная температура напитков у девочек одинаковы. Чашки одинаковы, и находятся на одинаковом столе.

Ответ. У Маши в чашке оказался более холодный напиток. Теплообмен шёл интенсивнее, так как в течение 5 минут разность температур кофе и окружающего воздуха была больше, чем у Катиной кружки и воздуха

Задачи на закрепление.

1. Как рассчитать количество теплоты, отданное водой при охлаждении? При нагревании?
2. Рассчитайте, какое количество теплоты отдала вода массой 1,5 кг при остывании от 70°С до комнатной температуры? На сколько градусов нагрелся воздух в комнате, если бы всё количество теплоты, отданное водой пошло на его нагревание?
3. Работа с таблицей 2 стр. 64. Какая ложка — из алюминия или из меди нагреется больше при сообщении ложкам одинакового количества теплоты?
4. Задачи из рабочей тетради стр. 33 № 6 и № 7.

Рефлексия.

Задачи 10-11 из рабочей тетради.

Домашнее задание § 14 , упр. стр. 67 № 1-3, индивид.: Из сб. Кирик — высокий уровень.

Итоги урока. Оценки.

Аттестационная работа. Лабораторная работа «Исследование изменения со временем температуры остывающей воды»

Похожие презентации:

Влияния состава и размера зерна аустенита на температуру фазового превращения и физико-механические свойства сплавов

Газовая хроматография

Геофизические исследования скважин

Искусственные алмазы

Трансформаторы тока и напряжения

Транзисторы

Воздушные и кабельные линии электропередач

Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса

Магнитные аномалии

Нанотехнологии

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа №13»
Лабораторная работа
«Исследование изменения со
временем температуры
остывающей воды»
Учитель: Ларионова С. Ю.

3. Наука начинается с тех пор, как начинают измерять. Точная наука немыслима без меры.

4. Цель работы:

5. Задачи работы

6. Приборы и материалы

English     Русский Правила

12.7: Кривая нагрева воды

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Замерзание, конденсация и осаждение, обратные плавлению, сублимации и испарению, — экзотермичны. Таким образом, тепловые насосы, использующие хладагенты, по сути являются кондиционерами, работающими в обратном направлении. Тепло из окружающей среды используется для испарения хладагента, который затем конденсируется в жидкость в змеевиках внутри дома для обеспечения тепла. Изменения энергии, происходящие во время фазовых переходов, можно количественно оценить с помощью кривой нагрева или охлаждения.

Кривые нагревания

На рисунке \(\PageIndex{3}\) показана кривая нагревания, представляющая собой график зависимости температуры от времени нагревания для пробы воды весом 75 г. Образец изначально представляет собой лед при 1 атм и -23°C; по мере добавления тепла температура льда увеличивается линейно со временем. Наклон линии зависит как от массы льда, так и от удельной теплоемкости ( C _с ) льда, которая представляет собой количество джоулей, необходимое для повышения температуры 1 г льда на 1°C. По мере повышения температуры льда молекулы воды в кристалле льда поглощают все больше и больше энергии и вибрируют все сильнее. В точке плавления они обладают достаточной кинетической энергией, чтобы преодолеть силы притяжения и двигаться относительно друг друга. Чем больше тепла добавляется, температу- ра системы составляет , а не , увеличиваются дальше, но остаются постоянными при 0°C до тех пор, пока весь лед не растает. Как только весь лед превратится в жидкую воду, температура воды снова начнет повышаться. Однако теперь температура повышается медленнее, чем раньше, потому что удельная теплоемкость воды в раз больше, чем у льда в раз. Когда температура воды достигает 100°C, вода начинает кипеть. Здесь также температура остается постоянной на уровне 100°C до тех пор, пока вся вода не превратится в пар. В этот момент температура снова начинает повышаться, но на уровне быстрее, чем в других фазах, потому что теплоемкость пара на меньше, чем у льда или воды.

Эффекты переохлаждения оказывают огромное влияние на климат Земли. Например, переохлаждение капель воды в облаках может помешать облакам выбрасывать осадки над регионами, которые в результате постоянно остаются засушливыми. Облака состоят из мельчайших капелек воды, которые в принципе должны быть достаточно плотными, чтобы выпадать в виде дождя. Однако на самом деле капли должны агрегироваться, чтобы достичь определенного размера, прежде чем они смогут упасть на землю. Обычно небольшая частица ( ядро ​​ ) требуется для агрегации капель; ядро может быть частицей пыли, кристаллом льда или частицей йодистого серебра, рассеянной в облаке во время засева (метод вызывания дождя). К сожалению, маленькие капельки воды обычно остаются в виде переохлажденной жидкости примерно до -10 °C, а не замерзают в кристаллы льда, которые являются более подходящими ядрами для образования дождевых капель. Один из подходов к получению дождя из существующего облака состоит в том, чтобы охладить капли воды, чтобы они кристаллизовались и образовали ядра, вокруг которых могут расти капли дождя. Лучше всего это сделать, разбросав мелкие гранулы твердого CO ₂ (сухой лед) в облако с самолета. Твердый CO ₂ возгоняется непосредственно в газ при давлениях 1 атм и ниже, и энтальпия сублимации значительна (25,3 кДж/моль). Когда CO ₂ возгоняется, он поглощает тепло из облака, часто с желаемыми результатами.

Пример \(\PageIndex{1}\): Охлаждение горячего чая

Если 50,0 г кубика льда при 0,0°C добавить к 500 мл чая при 20,0°C, какова будет температура чая при охлаждении куб только что расплавился? Предположим, что тепло не передается в окружающую среду или из нее. Плотность воды (и чая со льдом) составляет 1,00 г/мл в диапазоне температур от 0°C до 20°C, удельная теплоемкость жидкой воды и льда составляет 4,184 Дж/(г•°C) и 2,062 Дж/(г•°C). °С) соответственно, а энтальпия плавления льда равна 6,01 кДж/моль.

Дано: масса, объем, начальная температура, плотность, удельная теплоемкость и \(ΔH_{fus}\)

Запрошено: конечная температура

Стратегия:

Подставить полученные значения в общее уравнение отношения полученного тепла к потерянному теплу (уравнение 5.39), чтобы получить конечную температуру смеси.

Решение:

Когда два вещества или объекта с разной температурой соприкасаются, тепло переходит от более теплого к более холодному. Количество выделяемой теплоты равно 9.0024

\[q=mC_sΔT\]

где q — теплота, m — масса, C _s — удельная теплоемкость, а Δ T — изменение температуры. В конце концов температуры двух веществ сравняются при значении где-то между их начальными температурами. Расчет температуры чая со льдом после добавления кубика льда немного сложнее. Общее уравнение, связывающее получаемое и теряемое тепло, остается в силе, но в этом случае мы также должны учитывать количество тепла, необходимое для плавления кубика льда из льда при 0,0°C в жидкую воду при 0,0°C.

Упражнение \(\PageIndex{1}\): Смерть от замерзания

Предположим, во время катания на лыжах вас застигла метель, и вы укрылись в палатке. Вы хотите пить, но забыли принести жидкую воду. У вас есть выбор: сразу же съесть несколько горстей снега (скажем, 400 г) при температуре -5,0°C, чтобы утолить жажду, или установить пропановую печь, растопить снег и нагреть воду до температуры тела, прежде чем пить ее. Вы помните, что в руководстве по выживанию, которое вы пролистали в отеле, было сказано что-то о том, что нельзя есть снег, но вы не можете вспомнить, почему — ведь это всего лишь замерзшая вода. Чтобы понять рекомендацию руководства, рассчитайте количество тепла, которое ваше тело должно выделить, чтобы довести 400 г снега с температурой -5,0°C до внутренней температуры вашего тела 37°C. Используйте данные из примера \(\PageIndex{1}\)

Ответ

200 кДж (4,1 кДж, чтобы довести лед с -5,0°С до 0,0°С, 133,6 кДж, чтобы растопить лед при 0,0°С, и 61,9 кДж, чтобы довести температуру воды от 0,0°С до 37°С). ), то есть энергии, которая не была бы потрачена, если бы вы сначала растопили снег.

12.7: Кривая отопления для воды распространяется под лицензией CC BY-NC-SA 4.0, автором, ремиксом и/или куратором является LibreTexts.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Лицензия

   CC BY-NC-SA

   Версия лицензии

   4,0

   Показать страницу TOC

   да на странице

   Включено

   да

2. Теги

   1. источник-хим-46976

Температура горячей воды и скорость охлаждения Лаборатория

Перейти к содержимому

Вы здесь:

Введение:

Скорость, с которой объект охлаждается (т. е. насколько быстро снижается его температура), зависит от нескольких факторов, включая :

• Площадь поверхности
• Объем
• Тип изоляции
• Разница температур с окружающей средой

Для этого исследования будет изучено влияние температуры воды на скорость охлаждения . Падение температуры за 5 минут (600 секунд) будет измеряться для 200 мл воды при различных начальных температурах. Тогда среднюю скорость охлаждения можно найти по:

Аппарат:

• Цифровой секундомер
• 250 мл. использовано: 150 мл
• Размер стакана (т.е. постоянная площадь поверхности): 250 мл
• Временной интервал охлаждения: 5,0 минут (600 секунд)
• Температура в помещении: 21°C

Метод:

• Наполните пустой стакан ровно 150 мл воды (проверьте боковую шкалу стакана)
• Установите прибор, как показано выше. Убедитесь, что термометр находится примерно на 2 см выше дна стакана.
• Зажгите бунзеновскую горелку и подожгите синее пламя. Нагрейте воду.
• Когда температура на термометре достигнет 90°C, немедленно выключите горелку.
• Запустите секундомер и время на 5,0 минут.
• Считайте показания термометра на отметке 5,0 минут.
• Перед повторением эксперимента убедитесь, что уровень воды все еще составляет 150 мл (некоторая часть могла испариться) и при необходимости добавьте еще воды.
• Для разных пусковых температур повторите шаги 3-7, но выключите горелку при желаемой температуре.

Результаты:

Вывод:

Существует сильная корреляция между средней скоростью охлаждения и начальной температурой: чем выше начальная температура, тем выше средняя скорость охлаждения.