![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Вивчення особливостей теплового розширення води |
Лабораторна робота № 10. ВИВЧЕННЯ ОСОБЛИВОСТЕЙ ТЕПЛОВОГО РОЗШИРЕННЯ ВОДИ Мета роботи: Дослідити, як залежить коефіцієнт теплового розширення води від температури. Прилади і матеріали: Тонкостінна скляна колба об'ємом 0,5л з пробкою, через яку пропущені трубка довжиною 40см з внутрішнім діаметром біля 2мм і термометр, посудина об'ємом 2-Зл, вода, кухонна сіль, лід, молоток, велика кювета. Теоретичні відомості. Вода має багато особливостей, які різко виділяють її з усіх інших рідин. Питома теплоємність води (4186 ) значно вища, ніж у інших речовин (майже в 10 разів більша, ніж у заліза, і в 35 раз більша, ніж у свинцю). Велика питома теплота пароутворення води (2,45 при 20°С); з усіх рідин (крім ртуті) вода має найбільше значення коефіцієнту поверхневого натягу (72,7 при 20°С). При зниженні температури вода спочатку стискується, досягаючи максимальної густини при 4°С (точніше, при 3,98°С), а потім починає розширюватись, хоч температура її знижується. При замерзанні вода розширюється, а не стискується, як більшість речовин, і густина її зменшується. Об'єм льоду на 9% більший від об'єму рідкої води, з якої він утворюється, тому лід плаває на поверхні води. Всі ці властивості пояснюються структурою води. Молекула води схожа на рівнобедрений трикутник, в основі якого два протони, а у вершині - атом кисню. В кристалі льоду між молекулами води існують водневі зв'язки, що виникають за рахунок ковалентної взаємодії атома водню однієї молекули з атомом кисню другої. В результаті утворюється сітчаста (ажурна) структура, в якій багато пустот. Розміри цих пустот трохи більші діаметра молекул. Пустоти утворюють канали, оточені кільцями, кожне з яких складається з шести молекул води. В зв'язку з такою будовою лід має густину меншу, ніж вода. Речовини, між молекулами яких існують водневі зв'язки, в процесі плавлення частково ці зв'язки втрачають. За даними рентгенографічних досліджень встановлено, що у воді в основному зберігається розташування молекул, властиве структурі льоду. Однак строгий порядок в розташуванні молекул під час плавлення льоду порушується, пустоти частково заповнюються і густина збільшується. При нагріванні води від 0°С до 4°С продовжується зміна просторової структури, причому ефект зменшення об'єму за рахунок більш щільної упаковки молекул перевищує результат зростання теплового руху молекул. Тому в інтервалі температур від 0°С до 4°С густина води зростає. При нагріванні вище 4°С об'єм води буде вже збільшуватись. Слід відмітити, що вода не єдина речовина, у якої спостерігається аномальне теплове розширення. Алмаз починає розширюватись при охолодженні нижче 42°С, йодисте срібло при нагріванні від -10°С до 142°С зменшує свій об'єм. В даній роботі пропонується визначити температурний коефіцієнт об'ємного розширення води в інтервалі температур від 0°С до 20°С. Нагадаємо, що коефіцієнт об'ємного розширення &be a; дорівнює: (1) Прилад для визначення коефіцієнта об'ємного розширення зображено на рис 1. Він складається з колби 1, яка закрита гумовою пробкою 2. Через пробку пропущено термометр 3і скляна трубка 4 довжиною 30-40 см з внутрішнім діаметром біля 2 мм.
Поруч з трубкою розміщена лінійка 5. Колба заповнюється водою так, щоб після закривання пробкою в ній не було бульбашок повітря, а рівень води в трубці 4 був приблизно на висоті ѕ від довжини трубки при температурі 20°С. Як правило, до початку роботи колба вже буде заповнена водою. Для зміни температури води в колбі її ставлять в іншу посудину 6 з водою; знижувати температуру води в посудині можна з допомогою льоду 7, підвищувати - доливаючи невеликими порціями теплу воду або просто залишивши колбу в повітрі кімнати. Об'єм колби визначається при її заповненні; в даній установці V0=290мл. Хід роботи. 1. Виміряйте внутрішній діаметр трубки d. Для цього виріжте з цупкого паперу трикутник з висотою АВ=1 см і основою СВ=10см. (рис.2). При зображенні на папері трикутника поставте на ньому поділки через 1 або 2мм. При акуратному виготовленні трикутника похибка визначення діаметра не буде перевищувати 0,1-0,2мм. Для визначення діаметра в отвір трубки (зверху) введіть трикутник гострим кутом С так, щоб сторони трикутника СА і СВ доторкнулись до країв трубки. Визначте, на яку відстань трикутник опустився в трубку. Наприклад, краї трубки знаходяться навпроти поділки 2,6см; це означає, що діаметр трубки дорівнює 2,6мм. 2. Якщо вода в колбі має кімнатну температуру, то налийте в посудину 6 холодну воду (приблизно на 4-5см) і поставте в посудину колбу. Запишіть покази термометра і положення стовпчика води в трубці 7 за шкалою лінійки 5. 3. Приблизно 0,5кг льоду розбийте молотком на шматочки (лід слід тримати в руці або використовувати спеціальну підставку). 4. Одразу покладіть увесь лід в посудину 6 і записуйте положення стовпчика води і покази термометра через 1єС. 5. При температурі води в колбі біля 2°С зниження температури стає надто повільним. Прискорити охолодження можна, посипавши лід в посудині кухонною сіллю. 6. Після того, як вода в колбі охолоне до 0°С, витягніть колбу з посудини і поставте її в кювету на лабораторному столі. 7. Вода в колбі буде повільно нагріватись від оточуючого повітря. Знову через 1єС записуйте покази термометра і положення стовпчика води в трубці. 8. Який висновок можна зробити за даними досліду? 9. Обчисліть температурний коефіцієнт об'ємного розширення води за формулою (1). Нагадаємо, що V0 = 290 мл; Розрахунки виконайте для інтервалів температур:0°- 1є, 1є- 2°, 2°- 3°, 3°- 4°, 4°- 5°, 5°- 6°, 6°- 7°, 7°- 8°, 8є- 10є, 10°-15°, 15°-20. Додаткове завдання. Виконайте обчислення температурного коефіцієнту об'ємного розширення води з врахуванням розширення скла. Контрольні запитання. 1. Чому при нагріванні тіла розширюються? 2. Як визначити коефіцієнт об'ємного розширення твердих тіл через їх коефіцієнт лінійного розширення? 3. В чому полягають і чим пояснюються особливості теплового розширення води? Табл.1. Температурний коефіцієнт об'ємного розширення води Температура води 0 1є 2є 3є 4є 5є 10є 20є 30є 40є - 63 - 49 - 31 - 15 0,0 17 95 210 300 390 Температурний коефіцієнт лінійного розширення скла дорівнює об’ємного –
РАСТЯЖЕНИЕ-СЖАТИЕ - в сопротивлении материалов - деформация стержня под действием сил, равнодействующая которых направлена по оси центров тяжести его поперечных сечений. Силы могут быть приложены к концам стержня или распределены по его длине. РАСТЯПИНО - название г. Дзержинск Нижегородской обл. до 1929. РАСУЛ РЗА (наст. имя и фам. Расул Ибрагим оглы Рзаев) (1910-81) азербайджанский поэт, народный поэт Азербайджана (1960), Герой Социалистического Труда (1980). Поэмы "Ленин" (1950), "Лейли и Меджнун" (1973); сборники стихов и поэм "Долгое эхо" (1970), "Против ветра" (1978); пьесы; переводы. Государственная премия СССР (1951). РАСХН - см. Российская академия сельскохозяйственных наук. РАСХОД ВОДЫ - объем воды, протекающей через живое сечение потока в единицу времени (обычно в м3/с, для малых водотоков в л/с). РАСХОДОМЕР - прибор для определения расхода газа, жидкости или сыпучих материалов. Различают расходомеры индукционные (измеряют электродвижущую силу, наводимую в потоке вещества магнитным полем), тепловые (учитывают интенсивность теплообмена в потоке) и др
1. Обработка воды на тепловых и атомных электростанциях
3. Особливості вивчення математики в профільних класах у сучасних умовах
4. Особливості вивчення творів різних жанрів в початковій школі
5. Особливості вивчення теми "Дроби" в початковій школі
9. Строительство и наладка систем обеззараживания питьевой воды
10. История изучения и использования природных вод на Урале
13. Символы рыб, морских животных и обитателей воды: их значение (семиотика)
14. И.И.Крылов на Кавказских Минеральных Водах. Изучение проблемы
15. Приборы для регистрации электрических, акустических и тепловых сигналов организма человека
16. Качеств воды в Суздальских озерах
17. Методы очистки сточных вод
18. Охрана производственных сточных вод и утилизация осадков
19. Загрязнение подземных вод Москворецкого бассейна
20. Запасы и проблемы пресной воды
21. Промышленные стоки тепловой энергетики
25. Определить капитальные затраты и эксплуатационные расходы по тепловой сети (при следующих условиях)
26. Тепловой расчёт турбины ПТ-25-90/11
28. Расчет тепловой схемы ПТУ К-500-65 (3000 (Часть пояснительной к диплому)
29. Модель теплового состояния аппарата сепарации
30. Автоматизация технологического процесса по розливу минеральной воды
31. Водоотведение и очистка сточных вод города Московской области
32. Тепловой расчет паровой турбины Т-100-130
33. Сточные воды
36. Комплексное моделирование электрических и тепловых характеристик линейного стабилизатора напряжений
37. Судовое оборудование для работ под водой норвежского судна "ОГЮСТ"
41. Тепловые явления
42. Тепловые явления: холод из угля
43. Тепловые двигатели и их применение
44. Прикладное плавание. Оказание первой помощи пострадавшему на воде
45. Адсорбенты и ионные обменники в процессах очистки природных и сточных вод.
46. Удивительные свойства воды
48. Необычные свойства обычной воды
49. Жесткость воды и ее устранение
51. Исследование рынка туристических услуг на примере региона Кавказских Минеральных Вод
52. Управление проектом: строительство и наладка системы обеззараживания питьевой воды
53. Исследование рынка туристических услуг на примере региона Кавказских Минеральных Вод
58. Вешние воды русской живописи
59. Особливості мови роману О.Забужко Польові дослідження українського сексу
60. "Золотая голубятня у воды...": Венеция Ахматовой на фоне других русских Венеций
61. Расчет стационарного теплового поля в двумерной пластине
62. Почему Луна притягивает только воду?
65. Роды в воде
66. Бальнеологические свойства минеральных вод бассейна р. Налычева
67. Эндемические заболевания, связанные с водой, гельминтные заболевания, передающиеся через воду
68. Правовой статус внутренних морских вод
69. Особливості оподаткування прибутків комерційних банків
74. Применение метода электрофореза при контроле состава питьевых, природных и сточных вод
75. Вода
76. Развитие представлений о природе тепловых явлений и свойств макросистем
77. Вода
78. Изменение энергетики воды в течение суток
80. Формирование самостоятельности учащихся в процессе изучения темы физики: "Тепловые явления"
81. Вивчення оповідань Володимира Винниченка
83. Счетчик воды ультразвуковой
84. Особливості медичного страхування в зарубіжних країнах
85. Тепловой расчет блока электростанции
89. Управление проектом: строительство и наладка системы обеззараживания питьевой воды
90. Навчальний експеримент у системі вивчення фізики в середній школі
92. Біохімічні особливості харчування в обраному виді спорту
93. Мир воды
94. Определение хлоридов в сточных водах
95. Тепловой эффект химической реакции и его практическое применение.
96. Ресурсы и качество подземных вод