Тема: ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1. ОЦЕНКА УДЕЛЬНОЙ ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ ТОПЛИВА. Цель: найти экспериментальный метод определения удельной теплоты сгорания топлива и определить удельную теплоту сгорания сухого горючего.
Оборудование:
1) весы электронные
2) пробирка с держателем
3) мензурка
4) термометр
5) стакан химический с водой
6) стакан металлический с водой 7) неполный коробок спичек 8) сухое горючее.
Ход занятия.
I. Организационный момент.
Приветствие обучающихся, сообщение темы и плана занятия II. Подготовка к выполнению лабораторной работы.
Подготовительная беседа. Повторение материала «Энергия топлива». Инструктаж по правилам техники безопасности. Обсуждение выполнения экспериментальной работы «Оценка удельной теплоты сгорания сухого горючего».
III. Основная часть.
Выполнение лабораторной работы и обработка результатов измерений.
VI. Итог урока.
Обсуждение содержания занятия. Рекомендации для чтения дополнительной литературы.
Фронтальный опрос.
- Перечислите наиболее распространенные виды топлива, основанные на
горении? (уголь, нефть, газ, мазут, дрова, керосин)
- Что является основным компонентом этих видов топлива? (Углерод)
- Как объяснить с точки зрения строения вещества выделение энергии при горении? (Атомы углерода соединяются с молекулами кислорода. При этом выделяется энергия и образуется углекислый газ)
- Как называются такие реакции? (Экзотермические окислительные реакции) - Как можно рассчитать энергию, выделяющуюся при горении топлива? (Q=q∙m, [q]=1 Дж/кг - удельная теплота сгорания, [m]=1кг - масса топлива) - Что показывает удельная теплота сгорания топлива?
Выясним, чему равна удельная теплота сгорания сухого горючего.
Чтобы оценить удельную теплоту сгорания сухого горючего необходимо сжечь определенную массу топлива и измерить выделяющееся при этом количество теплоты Q = q*mг. В качестве топлива используется сухое горючее, масса которого mг измеряется с электронных весов. Измерение количества теплоты производится калориметрическим методом.
Масса пробирки mп измеряется на весах, а масса воды mв вычисляется через плотность и объем (около 15 мл). Термометром измеряется начальная и конечная температуры воды. После составления уравнения теплового баланса получаем выражение для вычисления удельной теплоты сгорания:
q = (mвcв + mпcс)/(t2 -t1)
После обсуждения напоминаются правила техники безопасности и ученики приступают к выполнению работы.
Указания к работе
1. Измерьте на электронных весах массу сухого горючего.
2. Измерьте на электронных весах массу пустой пробирки.
3. Налейте в пробирку воды (15 мл) и рассчитайте массу воды в пробирке по формуле: mв = pв *V , где pв =1000 кг/m3 (3).
м
4. Определите начальную температуру воды.
5. Определите конечную температуру воды, после сгорания всего кусочка топлива.
6. Рассчитайте удельную теплоту сгорания сухого горючего по форму q = (mвcв + mпcс)/(t2 -t1)
7.Сформулируйте и запишите вывод.
Значительно уменьшая площадь, и незначительно увеличивая силу производимого давления, можно в десятки и сотни раз повысить производимое давление. И наоборот, увеличив площадь опоры, мы в разы уменьшим давление на поверхность или тело. Приведем примерыувеличения и уменьшения давления.
Шины тяжелых грузовых автомобилей и шасси самолетов делают очень широкими по сравнению с легковыми. Все знают, что вездеход может проехать по практически любой местности, часто недоступной для человека. А достигается это во многом именно благодаря применению гусениц, во много раз увеличивающих площадь соприкосновения с Землей. Для увеличения проходимости луно- и марсоходов увеличивается количество и площадь поверхности их колес.
С другой стороны, часто встречаются ситуации, когда нам, наоборот, необходимо увеличить давление, не увеличивая в разы применяемую силу. Например, чтобы вдавить в дерево канцелярскую кнопку, нам не нужен молоток и другие методы силового воздействия. Достаточно надавить пальцем. Это достигается уменьшением площади соприкасающихся поверхностей или, если по-простому, то кнопка имеет очень тонкое острие. С той же целью максимально затачивают ножи, ножницы, пилы, иглы, резцы и прочие инструменты. Острые края имеют маленькую площадь соприкосновения с обрабатываемой поверхностью, благодаря чему малой силой воздействия создается значительное давление, и работа с такими инструментами становится заметно легче. С той же целью остро отточены когти, клыки и шипы в дикой природе. Это колющие либо режущие при с которых облегчают себе жизнь братья наши меньшие.
Порядковый номер элемента показывает не только заряд ядра, но и число протонов и электронов.
В состав ядра, кроме протонов, входят нейтроны. Заряд нейтрона равен нулю.
Атом имеет свою массу. Вся масса атома находится в ядре.
Масса электрона не влияет на массу атома, т.к. его масса в 1836 раз меньше массы протона или массы нейтрона.
Масса протона и нейтрона равна примерно 1. Масса атома определяется суммой числа протонов и нейтронов. Например, масса кислорода(16) считается сложением числа протонов и нейтронов: 8+8 = 16.
Число нейтронов можно подсчитать по формуле: масса атома – число протонов.
Например, число нейтронов в ядре кислорода равно: 16-8 = 8.
Как сказано ранее атом не имеет заряда, т.е. его заряд равен 0.
Но атом может менять свой заряд. Атом может принимать электроны, превращаясь в анион. Например, водород может принять 1 электрон и превратиться в отрицательный ион водорода, заряд которого -1.
Атом может также отдавать электроны. При этом он превращается в Катион. Например, атом водорода может отдать 1 электрон, и превратиться в положительный ион с зарядом +1.