Пошук по сайту

Хімія  лекції  Курсова робота  Рефераты  

Дослідницька робота №6 Тема дослідження

Дослідницька робота №6 Тема дослідження





Навчально-дослідницька робота №6

Тема дослідження. Вивчення явища випаровування води.
Завдання дослідження:


  1. Ознайомитись з теоретичною частиною навчально-дослідницької роботи.

  2. Оцінити кількість молекул води, що випаровуються з одиниці площі поверхні води при визначеній температурі.


Обладнання: мобільна лабораторія NOVA5000, 2 датчики температури DT029, скляні стакани 1 на 400 мл та 2 на 100 мл, електричний нагрівник, кришка для стакана, вода.

Теоретична частина

З огляду на формулювання дослідження, оберемо метод визначення кількості молекул, що опирається на результати зміни температури води у двох склянках, одна з яких накрита кришкою. При остиганні води частина енергії віддається стаканом з водою у оточуюче середовище шляхом теплопровідності, конвекції та випромінювання. Інша частина енергії втрачається за рахунок процесу випаровування води з вільної поверхні у стакані. Накривши один стакан кришкою можна відокремити процес випаровування. Логічно, що температура у закритому стакані буде зменшуватися повільніше ніж у відкритому. Побудувавши залежність зміни температур у обох стаканах можна перейти до аналізу втрат тепла.

Припустимо, що на деякому інтервалі часу температура води у відкритому стакані змінилася від до , а у закритому від до . Тоді кількість теплоти, втрачена відкритим стаканом обчислюється за виразом:

(1), де - питома теплоємність води, - маса води у стакані.

Кількість теплоти, втрачена закритим стаканом обчислюється аналогічним виразом:

(2), де - питома теплоємність води, - маса води у стакані.

Різниця кількостей теплоти буде складати втрати на випаровування води з вільної поверхні.

(3)

З іншого боку, ця кількість теплоти пов’язана з масою води, яка перетворилася на пару.

(4), де - теплота пароутворення води.

Маса пари пов’язана з кількістю молекул виразом:
(5), де - молярна маса води,

- стала Авогадро, рівна кількості молекул речовини в одному молі.

Розділивши кількість молекул на площу випаровування та час випаровування, отримаємо шукану швидкість випаровування:
(6), де S – площа поверхні випаровування, - інтервал часу випаровування.

При виконанні дослідження використовується мобільна лабораторія NOVA5000 з датчиками температури DT029.

Детальний опис датчика температури DT029
Датчик температури (-25 °C – 110 °C) може під’єднуватися до реєстраторів даних Nova5000, MultiLogPRO або TriLink. Датчик температури є простим, надійним датчиком із нержавіючої сталі. Він під’єднується безпосередньо до реєстратора даних за допомогою стандартного кабелю mini-DIN. Датчик температури вкритий захисним ізоляційним матеріалом, що робить його більш надійним та міцним, аніж звичайний скляний термометр, на заміну якого він розроблений. dsc04726.jpg

Завдяки широкому діапазону (-25 °C – 110 °C) датчик можна застосовувати у якості термометра для проведення досліджень з хімії, фізики, біології, науки про землю та оточуюче середовище і він найкраще підходить для здійснення вимірювань температури води та інших хімічних розчинів.

Принцип роботи

Датчик температури (-25 °C – 110 °C) під’єднується безпосередньо до реєстратора даних. Термочутливий елемент отримує вхідну напругу 5 В і повертає вихідну напругу, пропорційну до виміряної температури та у діапазоні 0-5 В, який є прийнятним для аналого-цифрового перетворювача реєстратора даних. Потім реєстратор даних запам’ятовує отримане значення.

Характеристики датчика

Діапазон

-25 °C – 110 °C

-13 °F – 230 °F

263 К – 383,15 К

Діапазон для реєстраторів MultiPRO або TriLink

-25 °C – 110 °C

-13 °F – 230 °F

Точність

±2 % від повного діапазону

Роздільність 12-біт

0,03 °C

Частота замірів за замовчуванням

10 замірів на секунду

Час відклику (для 90% змін у показаннях)

20 секунд у рідині

40-60 секунд у повітрі

Сенсорний елемент

Розміщений всередині наконечника датчика

Рекомендоване застосування датчика

Застосовуйте тільки у слабких хімічних розчинах. Не розміщуйте кабель датчика у рідині. Не розміщуйте датчик біля відкритого полум’я або на нагрітій пластині.

Калібрування

Датчик температури (-25 °C – 110 °C) не потребує калібрування.

Застосування датчика температури з реєстратором даних Nova5000 та програмним забезпеченням MultiLab

  1. Запустіть програмне забезпечення MultiLab CE.

  2. Під’єднайте датчик температури до виходу реєстратора Nova5000 (починаючи з І/О-1). Програмне забезпечення MultiLab автоматично розпізнає датчик.

  3. Оберіть вкладку Реєстратор, Настройка на головній панелі інструментів і запрограмуйте частоту замірів реєстратора даних та кількість зразків. Натисніть кнопку Пуск на головній панелі інструментів і розпочніть вимірювання.

Вибір одиниць вимірювання

MultiLab відображує дані у °C. Щоб змінити °C на °F або К:

1. Натисніть кнопку Реєстратор на головній панелі інструментів MultiLab, а потім натисніть Параметри.

2. Оберіть бажану одиницю вимірювання у меню Одиниці температури і натисніть ОК.
Хід дослідження


  1. За допомогою нагрівача нагрійте у склянці об’ємом 400 мл воду до температури 70°С.

  2. Датчик температури закріпіть у кришці для стакана об’ємом 100 мл.

  3. Виміряйте діаметр стакана та занесіть результат до таблиці.

  4. Під’єднайте датчики температури до першого виходу реєстратора даних І/О-1 та другого виходу І/О-2.

  5. Програмне забезпечення MultiLab автоматично розпізнає датчики температури.

  6. Натисніть Реєстратор, Настройки на головній панелі інструментів.

  7. Запрограмуйте частоту замірів реєстратора даних обравши один замір на 10 секунд та кількість зразків 50.

  8. Швидко налийте у два стакани нагріту воду у кількості 80 мл, помістіть у них датчики температури, накривши один стакан щільно кришкою.

  9. Натисніть Старт run.

  10. Експеримент триває близько 10 хв.

  11. По завершенню вимірів натисніть Файл, оберіть Зберегти як… та вкажіть папку для збереження результату.



Аналіз даних

  1. Оберіть на графіку зміни температури у відкритому стакані невелику ділянку, що відповідає зміні температури на 3°С, встановивши на початок ділянки Перший курсор first cursor.

  2. Зчитайте під віссю часу точне значення початкової температури та занесіть до таблиці.

  3. Перемістіть Перший курсор в кінець ділянки та зчитайте точне значення температури та занесіть до таблиці.

  4. Перемістіть Перший курсор first cursor на початок ділянки та встановіть Другий курсор second cursor в кінець ділянки. Зчитайте під віссю часу точне значення інтервалу часу та занесіть до таблиці.

  5. Зніміть курсори з першого графіка та перейдіть до аналізу другого графіка, що відповідає зміні температури у накритому стакані.

  6. Оберіть Першим курсором first cursor точку, що відповідає температурі .

  7. Встановіть Другий курсор second cursor у точку, часова координата якої відстоїть на величину від першої точки. Зніміть курсори та встановіть Перший курсор first cursor на другу точку. Зчитайте точне значення температури та занесіть до таблиці.

  8. Розрахуйте з точністю до цілого числа за виразами (1)(2)(3) врахувавши масу води у 0,08 кг та занесіть до таблиці.

  9. За виразом (4) розрахуйте масу пари з точністю до 3 знака після коми та занесіть до таблиці.

  10. За виразом (5) розрахуйте кількість молекул та занесіть до таблиці.

  11. Розрахуйте площу перерізу стакана за виразом та за виразом (6) швидкість випаровування.

  12. Занотуйте висновки до роботи.



Таблиця результатів


d(м)





(С)

(С)

(С)


















































Висновки дослідження
1.___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Розвиток дослідження
Виходячи з результатів спостереження, спрогнозуйте та з’ясуйте методику перевірки гіпотези про залежність швидкості випаровування від температури.

поділитися в соціальних мережах



Схожі:

Дослідницька робота на тему: «Емпіричне дослідження питної води»
Експериментальна частина роботи виконувалась не в лабораторії сес, а в лабораторії кабінету хімії

Хімічні властивості алканів
Форми та методи: самостійна робота, розповідь учителя, відео- експеримент,робота з підручником, індивідуальна робота, інтерактивні...

Тема: Знайомство з обладнанням для природничо-наукових спостережень
Методи та методичні прийоми: словесні (розповідь учителя, бесіда), частково-пошукові, практичні (практична робота)

Методи лінгвістичних досліджень
Лінгвістика протягом історії свого розвитку створила власні (спеціальні) методи. Як правило, зміна наукової парадигми супроводжується...

Урок хімії в профільному 10 класі Тема: Азотні та фосфорні мінеральні добрива
Методи І прийоми роботи: випереджальне завдання по ікт-технологіям (складання презентацій про видатних вчених-агрохімії, види мінеральних...

Головне управління освіти І науки харківської обласної державної...
У видання увійшли методичні та інформаційні матеріали необхідні для підготовки науково-дослідницьких робіт учнів-членів Малої академії...

Позакласна робота з хімії – необхідна умова підвищення професійної...
Позакласна робота є ефективним засобом підвищення професійної компетентності учителя, активізації пізнавальної діяльності та успішного...

Конспект уроку Тема. Нітрати, їх поширення в природі. Проблеми вмісту...
Олей нітратної кислоти, їх властивості й застосування, поширення в природі, загальні відомості про мінеральні добрива, їх раціональне...

 дослідження загальних властивостей І закономірностей розвитку живих організмів

Дослідження
Науковий керівник: Никифорова Галина Андріївна, вчитель біології та хімії, спеціаліст ІІ кваліфікаційної категорії



База даних захищена авторським правом © 2017
звернутися до адміністрації




h.ocvita.com.ua
Головна сторінка