विषय
"हीट" एक पदार्थ में अणुओं की थर्मल ऊर्जा का प्रतिनिधित्व करता है। पानी 0 डिग्री सेल्सियस पर जम जाता है। लेकिन एक आइस क्यूब का तापमान इससे काफी नीचे गिर सकता है। जब एक आइस क्यूब एक फ्रीजर से निकाला जाता है, तो क्यूब्स का तापमान बढ़ जाता है क्योंकि यह अपने आस-पास की गर्मी को सोख लेता है। लेकिन एक बार जब आइस क्यूब 0 C तक पहुँच जाता है, तो यह पिघलना शुरू हो जाता है और पिघलने की प्रक्रिया के दौरान इसका तापमान 0 पर रहता है, भले ही आइस क्यूब गर्मी को अवशोषित करता रहे। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि बर्फ के घन द्वारा अवशोषित थर्मल ऊर्जा को पिघलने के दौरान पानी के अणुओं द्वारा एक दूसरे से अलग किया जाता है।
अपने पिघलने के चरण के दौरान एक ठोस द्वारा अवशोषित गर्मी की मात्रा को संलयन की अव्यक्त गर्मी के रूप में जाना जाता है और इसे कैलोरीमीटर के माध्यम से मापा जाता है।
आंकड़ा संग्रहण
एक खाली स्टायरोफोम कप को एक संतुलन पर रखें और खाली कप के द्रव्यमान को ग्राम में रिकॉर्ड करें। फिर आसुत जल के बारे में 100 मिलीलीटर, या लगभग 3.5 औंस के साथ कप भरें। भरे हुए कप को संतुलन में लौटाएं और कप और पानी के वजन को एक साथ रिकॉर्ड करें।
कप में पानी में एक थर्मामीटर रखें, थर्मामीटर के पानी के साथ थर्मल संतुलन के लिए आने के लिए लगभग 5 मिनट प्रतीक्षा करें, फिर प्रारंभिक तापमान के रूप में पानी का तापमान रिकॉर्ड करें।
क्यूब्स की सतहों पर किसी भी तरल पानी को निकालने के लिए एक कागज तौलिया पर दो या तीन बर्फ के टुकड़े रखें, फिर जल्दी से क्यूबर्स को स्टायरोफोम कप में स्थानांतरित करें। मिश्रण को धीरे से हिलाने के लिए थर्मामीटर का उपयोग करें। थर्मामीटर पर पढ़ने के तापमान का निरीक्षण करें। इसे लगभग तुरंत छोड़ना शुरू करना चाहिए। तापमान बढ़ने से पहले थर्मामीटर पर इंगित न्यूनतम तापमान को सरगर्मी और रिकॉर्ड करना जारी रखें। इस मान को "अंतिम तापमान" के रूप में रिकॉर्ड करें।
थर्मामीटर निकालें और स्टायरोफोम कप को एक बार फिर से संतुलन में लौटाएं और कप, पानी और पिघल बर्फ के द्रव्यमान को एक साथ रिकॉर्ड करें।
गणना
कप के वजन से खाली प्याले के द्रव्यमान को घटाकर और एक साथ पानी के साथ कप में पानी का द्रव्यमान निर्धारित करें, जैसा कि चरण 1 में एकत्र किया गया है। उदाहरण के लिए, यदि खाली कप का वजन 3.1 ग्राम और कप और पानी का एक साथ 106.5 वजन है ग्राम, तब पानी का द्रव्यमान 106.5 - 3.1 = 103.4 ग्राम था।
अंतिम पानी के तापमान से प्रारंभिक पानी के तापमान को घटाकर पानी के तापमान परिवर्तन की गणना करें। इस प्रकार, यदि प्रारंभिक तापमान 24.5 C था और अंतिम तापमान 19.2 C था, तो डेल्टा = 19.2 - 24.5 C - 5 ° C था।
समीकरण q = mc (डेल्टा) के अनुसार पानी से निकाले गए ऊष्मा, क्ष की गणना करें, जहाँ m और डेल्टा क्रमशः पानी के द्रव्यमान और तापमान परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करते हैं, और c जल की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता, या 4.184 जूल प्रति ग्राम का प्रतिनिधित्व करता है। प्रति डिग्री सेल्सियस, या 4.187 जे / जीसी। चरण 1 और 2 से उदाहरण जारी रखना, q = ms (डेल्टा) = 103.4 g * 4.184 J / g-C * -5.3 C = -2293 J. यह पानी से निकाली गई ऊष्मा का प्रतिनिधित्व करता है, इसलिए इसका नकारात्मक संकेत है। ऊष्मप्रवैगिकी के नियमों के अनुसार, इसका अर्थ है कि पानी में बर्फ के टुकड़े गर्मी के 13:93 J को अवशोषित करते हैं।
कप के द्रव्यमान और कप के द्रव्यमान से पानी और बर्फ के टुकड़े को एक साथ घटाकर बर्फ के टुकड़ों के द्रव्यमान का निर्धारण करें। यदि कप, पानी और बर्फ का वजन 110.4 ग्राम है, तो बर्फ के टुकड़े का द्रव्यमान 110.4 ग्राम - 103.4 ग्राम - 7.0 ग्राम था।
संलयन की अव्यक्त गर्मी का पता लगाएं, Lf के अनुसार, Lf = q lat m के अनुसार गर्मी को विभाजित करके, q, बर्फ द्वारा अवशोषित, जैसा कि चरण 3 में निर्धारित किया गया है, बर्फ के द्रव्यमान से, मी, चरण 4 में निर्धारित किया गया है। इस मामले में , Lf = q / m = 2293 J = 7.0 g = 328 J / g। 333.5 J / g के स्वीकृत मूल्य के लिए अपने प्रयोगात्मक परिणाम की तुलना करें।