И изменения энтропии при кристаллизации

Применяя закон сохранения энергии к процессу охлаждения твердого олова после кристаллизации, запишем

(Cоmо + Cаmа)dT + ? F (T — Tс)d? = 0, (6.2)

где dQ = (Cоmо + Cаmа)dT — количество теплоты, отданное оловом и ампулой за время d?, ? F (T — Tс)d? — количество теплоты, полученное окружающей средой через площадь поверхности ампулы F за время d?; Со и Са — удельные теплоемкости олова и материала ампулы; T – температура твердого олова; Тс — температура окружающей среды;? – коэффициент теплоотдачи с поверхности ампулы в окружающую среду (считаем ее постоянной).

Применим закон сохранения энергии к процессу кристаллизации олова:

?кmо + ? F (Tк — Tс)??к = 0, (6.3)

где ?кmо — количество теплоты, отданное оловом при его кристаллизации за время кристаллизации ??к; ? F (Tк — Tс)- теплота, полученная окружающей средой через поверхность ампулы за время кристаллизации.

Из формул (6.2) и (6.3) и определения изменения энтропии

И изменения энтропии при кристаллизации , (6.4)

И изменения энтропии при кристаллизации , (6.5)

Следовательно, для определения удельной теплоты кристаллизации ?к и ?Sк — изменения энтропии в этом процессе необходимо измерить Тк и ??к, и вычислить производную И изменения энтропии при кристаллизации функции Q = f(?) в произвольной точке, соответствующей температуре твердого олова в процессе его охлаждения. Производная находится из графика, построенного по экспериментальным данным (кривая охлаждения).

Порядок выполнения задания 2

1. Измерить начальную температуру Тс комнатным термометром.

2. Включить печь, секундомер, милливольтметр. Нагревать ампулу с оловом до тех пор, пока термо-ЭДС не достигнет постоянной величины, а затем начнет увеличиваться.

3. Выключить печь, отвернуть винт ползунка и поднять ампулу с оловом.

4. Измерить значения термо-ЭДС при охлаждении олова. Интервал времени охлаждения ?? взять равным 20 с. Время наблюдения 15 мин.

5. Измеренные значения термо-ЭДС U и время ? занести в табл. 6.1.

6. По значениям U и градуировочному графику найти значения температур Т, занести в табл. 6.1.

7. Построить график зависимости U(?). Количество точек можно уменьшить, но как можно точнее зафиксировать начало и конец кристаллизации.

8. Рассчитать Q = T – Tc по данным охлаждения твердого олова. Занести эти значения в табл. 6.2 (не менее 10 значений).

Таблица 6.2

?, с
Q=T-Tc,К

Портативная ячейка, материальная пушка, заряженный посох, аппликатор цвета, манипулятор энтропии


Читать еще…

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: