Witaj!
Mojemu siostrzencowi pod choinke kupilem w TEDIm za 1 € pakiecik grzewczy z octanem sodu. Ma on ksztalt prostokatny z blaszka w srodku, podobny do wczesniej zalaczonego na fotce. Chcialem oszacowac ilosc ciepla, ktory towarzyszy procesowi krystalizacji. Jak to zrobic w domowych warunkach?
Przygotowania
Do tego potrzeby jest termos, termometr, kawalek cienkiego drutu i odwazka wody. Zwazylem zakupiony pakiet - masa 80g. Po czym zawinalem mocujac go wokol druta tesa. Pakiecik na drucie moglem swobodnie wkladac i wyjmowac z termosa. Wlalem do termosa 535 g wody i umiescilem pakiecik na drucie calkowicie go zanurzajac w cieczy. Zostawilem go tak w termosie z woda, aby wyrownaly sie temperatury. Zmierzylem po 2 godzinach temperature 16,9°C
Pomiar
Gdy z termosa zostanie wyciagniety pakiet, trzeba nacisnac blaszke i szybko umiescic pakiecik z powrotem termosie. W ciagu kilku sekund pakiecik kamienieje zamieniajac sie w zestalony kawalek octanu sodu. Podczas krystalizacji wydziela sie cieplo, ktore pochlaniane jest w wodzie. Wazne jest, aby mieszac zawartosc termosa. Pomiar polega na obserwacji wzrostu temperatury wody w czasie, przy czym jest istotne zanotowanie maksymalnej temperatury wody. Po 28 minutach zanotowalem 22,0°C.
Obliczenia
535g wody zostanie ogrzana z temperatury t0=16,9 do tk=22°C gdy proces sie skonczy. Ciekly octan sodu ma poczatkowa temperature t0=16,9, a w momencie krystalizacji 58°C. Lecz zanurzony w wodzie oddaje nadmiarowe cieplo i po 30 minutach uzyskuje temperature tk wody. Zatem:
[latex]Cp_wm_w\left ( T_k -T_0\right)+Cp_sm_s\left ( T_t-T_k \right )=m_s\Delta H_m[/latex]
gdzie [latex]\Delta H_m[/latex] jest poszukiwanym cieplem krystalizacji kilograma octanu sodu. Z literatury mozna znalezc nastepujace dane:
[latex]Cp_w=4184\frac{J}{kgK}[/latex]
[latex]Cp_s=2790\frac{J}{kgK}[/latex]
[latex]T_t=58°C[/latex]
A wiec:
[latex]4184\frac{J}{kgK}0,535kg\left (295,15 -290,05\right)K+2790\frac{J}{kgK}0,08kg\left (331,15-290,05\right)K=0,08kg\Delta H_m[/latex]
Otrzymujemy [latex]\Delta H_m=243,14\frac{kJ}{kg}[/latex]. Wartosc literaturowa: [latex]\Delta H_m=260\pm 11\frac{kJ}{kg}[/latex], co jest dobrym wynikiem jak na prymitywne warunki domowe.
Przygotowania
Do tego potrzeby jest termos, termometr, kawalek cienkiego drutu i odwazka wody. Zwazylem zakupiony pakiet - masa 80g. Po czym zawinalem mocujac go wokol druta tesa. Pakiecik na drucie moglem swobodnie wkladac i wyjmowac z termosa. Wlalem do termosa 535 g wody i umiescilem pakiecik na drucie calkowicie go zanurzajac w cieczy. Zostawilem go tak w termosie z woda, aby wyrownaly sie temperatury. Zmierzylem po 2 godzinach temperature 16,9°C
Pomiar
Gdy z termosa zostanie wyciagniety pakiet, trzeba nacisnac blaszke i szybko umiescic pakiecik z powrotem termosie. W ciagu kilku sekund pakiecik kamienieje zamieniajac sie w zestalony kawalek octanu sodu. Podczas krystalizacji wydziela sie cieplo, ktore pochlaniane jest w wodzie. Wazne jest, aby mieszac zawartosc termosa. Pomiar polega na obserwacji wzrostu temperatury wody w czasie, przy czym jest istotne zanotowanie maksymalnej temperatury wody. Po 28 minutach zanotowalem 22,0°C.
Obliczenia
535g wody zostanie ogrzana z temperatury t0=16,9 do tk=22°C gdy proces sie skonczy. Ciekly octan sodu ma poczatkowa temperature t0=16,9, a w momencie krystalizacji 58°C. Lecz zanurzony w wodzie oddaje nadmiarowe cieplo i po 30 minutach uzyskuje temperature tk wody. Zatem:
[latex]Cp_wm_w\left ( T_k -T_0\right)+Cp_sm_s\left ( T_t-T_k \right )=m_s\Delta H_m[/latex]
gdzie [latex]\Delta H_m[/latex] jest poszukiwanym cieplem krystalizacji kilograma octanu sodu. Z literatury mozna znalezc nastepujace dane:
[latex]Cp_w=4184\frac{J}{kgK}[/latex]
[latex]Cp_s=2790\frac{J}{kgK}[/latex]
[latex]T_t=58°C[/latex]
A wiec:
[latex]4184\frac{J}{kgK}0,535kg\left (295,15 -290,05\right)K+2790\frac{J}{kgK}0,08kg\left (331,15-290,05\right)K=0,08kg\Delta H_m[/latex]
Otrzymujemy [latex]\Delta H_m=243,14\frac{kJ}{kg}[/latex]. Wartosc literaturowa: [latex]\Delta H_m=260\pm 11\frac{kJ}{kg}[/latex], co jest dobrym wynikiem jak na prymitywne warunki domowe.
Diejenigen, die entscheiden, sind nicht gewählt, und diejenigen, die gewählt werden, haben nichts zu entscheiden - Horst Seehofer, CSU.